一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线制造技术

本发明专利技术提供一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，包含由上至下依序设置的：辐射层、高次模谐振层、馈电网络层、和差网络层；辐射层包含多个辐射子阵面，辐射子阵面包含多个辐射单元；高次模谐振层包含多个高次模谐振腔体，分别为多个辐射单元的辐射缝隙产生等幅同相的激励；馈电网络层包含与多个辐射子阵面分别对应的多个馈电子阵，馈电子阵包含：多个馈电单元、多个同相不等比功分器、至少一个反相不等比功分器；通过多个同相不等比功分器对多个馈电单元的各馈电传输线进行功率分配，通过反相不等比功分器使得各馈电传输线辐射同相电磁波；和差网络层用于级联多个馈电子阵，实现通过辐射层辐射单脉冲的电磁波。辐射单脉冲的电磁波。辐射单脉冲的电磁波。

【技术实现步骤摘要】
一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线


[0001]本专利技术涉及天线
，特别涉及一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线。

技术介绍

[0002]随着精确制导技术的进一步发展，未来导引头和飞行器将进一步向高频段和宽频带以及多模复合制导领域发展，这些都对导引头天线提出了更高的要求。由于传统波导天线为全封闭结构，随着天线工作频率越来越高，天线尺寸变得越来越小，加工和焊接技术成为了实现高频、高性能天线的制约因素。同时在传统的焊接过程中，过小的波长导致焊料的残留对成品性能的一致性有明显的影响。
[0003]间隙波导技术作为一种新型波导传输线，一方面，由于其结构为半封闭结构，基于该结构设计的天线和元器件各层之间不需要完全的电接触，即可实现与传统波导相当的电气性能，很好的避免了焊接带来的各种问题，可以实现非常高效且低成本的批量制造，这是间隙波导独特的优势；另一方面，非接触特性也赋予了间隙波导技术更灵活的设计性以及加工便利性，这也有助于后续的问题查找和返修。
[0004]间隙波导技术已被逐渐应用到电路封装、电路设计等毫米波以及太赫兹器件设计中。但是目前国内外对间隙波导的辐射特性研究有限，导致间隙波导结构在波导天线领域的应用较少。
[0005]因此，采用间隙波导结构设计高性能波导缝隙天线，不仅具有很强的创新性，而且还可提高产品性能稳定性，降低对加工焊接的工艺要求，在解决产品批量生产的良品率等方面具有很好的优势。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其为半封闭形式，能够避免传统波导结构的天线在加工过程中，因波导焊接工艺技术不足而带来性能偏差，高了天线的成品合格率。同时，通过各馈电线传输线功率的锥削分布，保证本专利技术阵列天线的低副瓣性能，有助于改善导引头的抗干扰性。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，包含由上至下依序设置的：辐射层、高次模谐振层、馈电网络层、和差网络层；
[0008]所述辐射层包含由多个辐射子阵面组成的辐射阵面，所述辐射子阵面包含多个辐射单元，所述辐射单元包含开在第一金属板的多个辐射缝隙，通过所述辐射层向自由空间辐射电磁波；
[0009]所述高次模谐振层包含多个高次模谐振腔体，分别对应多个辐射单元；通过高次模谐振腔体为对应辐射单元的多个辐射缝隙产生等幅同相的激励；
[0010]所述馈电网络层包含与所述多个辐射子阵面分别对应的多个馈电子阵；所述馈电子阵包含：多个馈电单元、多个同相不等比功分器、至少一个反相不等比功分器；所述馈电单元包含至少一个馈电传输线，所述馈电传输线用于馈入电磁波；通过所述多个同相不等
比功分器对所述多个馈电单元的各馈电传输线进行功率分配，通过反相不等比功分器使得各馈电传输线辐射同相电磁波；
[0011]通过所述和差网络层级联多个馈电子阵，实现通过辐射层辐射单脉冲的电磁波。
[0012]可选的，通过第一x轴、第一y轴将辐射阵面虚拟划分为第一至第四辐射子阵面，所述第一x轴、第一y轴的交点对应辐射阵面的中心，第一至第四辐射子阵面分别对应由第一x轴、第一y轴所形成的第一至第四象限；各辐射子阵面均包含呈4行4列排布的16个辐射单元，每个辐射单元包含呈2行2列排布的4个辐射缝隙；每行辐射单元、每行辐射缝隙均平行于所述第一x轴。
[0013]可选的，所述高次模谐振腔体位于对应辐射隙单元的正下方；通过设置在第二金属板上的多个金属销钉围绕形成矩形的高次模谐振腔体，所述第二金属板位于第一金属板的下方；高次模谐振腔体的长边平行于第一x轴；第二金属板上，与高次模谐振腔体的中心对应的位置开有第一耦合缝隙。
[0014]可选的，所述第一耦合缝隙具有一字型结构，其平行于第一x轴；第一耦合缝隙的两端分别设有位置对称的第一调谐销钉、第二调谐销钉，通过所述第一调谐销钉、第二调谐销钉抑制高次模谐振腔体内的高次模。
[0015]可选的，与第一至第四辐射子阵面分别对应的第一至第四馈电子阵设置在第三金属板上，所述第三金属板位于第二金属板的下方；第三金属板上，与馈电子阵的中心对应的位置开有第二耦合缝隙；
[0016]通过第二x轴和第二y轴将馈电子阵虚拟划分为第一至第四馈电单元，所述第二x轴、第二y轴分别平行于第一x轴、第一y轴，第二x轴和第二y轴的交点对应馈电子阵的中心；所述第一至第四馈电单元分别对应由第二x轴、第二y轴所形成的第一至第四象限；
[0017]馈电单元包含沿第二y轴的长度方向分布的第一、第二组馈电传输线；每组馈电传输线包含沿第二x轴的长度方向分布的2个馈电传输线，一个馈电传输线对应一个辐射单元。
[0018]可选的，同相不等比功分器具有T形结构，其包含第一至第三端；同相不等比功分器的第一端、第二端相对设置，同相不等比功分器的第三端位于同相不等比功分器的第一端、第二端之间；同相不等比功分器的第三端为输入端；同相不等比功分器的第一端、第二端之间还开有与同相不等比功分器的第三端位置对应的梯形枝节；通过所述梯形枝节调整同相不等比功分器第一端、第二端之间的同向不等幅的功分比；
[0019]馈电子阵还包含第一至第四同相不等比功分器；第一、第二组馈电传输线分别连接对应同相不等比功分器的第一端、第二端；第一、第二馈电单元之间设有第五同相不等比功分器，第三、第四馈电单元之间设有第六同相不等比功分器；
[0020]第五同相不等比功分器的第一端、第二端分别连接第一、第二同相不等比功分器的第三端；第六同相不等比功分器的第一端、第二端分别连接第三、第四同相不等比功分器的第三端；
[0021]馈电子阵还分别包含反相不等比功分器；反相不等比功分器具有一字型结构，其包含间隔设置的第一部分和第二部分，所述第二部分的中部设有阶梯枝节；第一/第二馈电子阵的所述第一部分连接对应第六同相不等比功分器的第三端，并延伸至对应第二耦合缝隙内；第三/第四馈电子阵的所述第一部分连接对应第五同相不等比功分器的第三端，并延
伸至对应的第二耦合缝隙内；
[0022]第一/第二馈电子阵的所述第二部分连接第五同相不等比功分器的第三端延伸至对应的第二耦合缝隙内，第三/第四馈电子阵的所述第二部分连接第六同相不等比功分器的第三端并延伸至对应的第二耦合缝隙内。
[0023]可选的，第三金属板上，在第一、第二馈电子阵之间开有第三耦合缝隙；第三金属板的中心开有第四耦合缝隙；
[0024]和差网络层包含：第一等比功分器、第二等比功分器、魔T结构；第一等比功分器、第二等比功分器设置在第四金属板上；所述第四金属板位于第三金属板的下方；第四金属板开有第五耦合缝隙、第六耦合缝隙，分别作为和差网络层的和口、差口；第五耦合缝隙、第六耦合缝隙在第三金属板上的投影分别落在第一馈电子阵与第四馈电子阵之间、第一馈电子阵与第二馈电子阵之间；第六耦合缝隙连接第三耦合缝隙；
[0025]第一等比功分器具有第一端至第三端，第一等比功分器的第一、第二端分别与第一、第二馈电子阵的第二耦合缝隙位置对应；第一等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其特征在于，包含由上至下依序设置的：辐射层、高次模谐振层、馈电网络层、和差网络层；所述辐射层包含由多个辐射子阵面组成的辐射阵面，所述辐射子阵面包含多个辐射单元，所述辐射单元包含开在第一金属板的多个辐射缝隙，通过所述辐射层向自由空间辐射电磁波；所述高次模谐振层包含多个高次模谐振腔体，分别对应多个辐射单元；通过高次模谐振腔体为对应辐射单元的多个辐射缝隙产生等幅同相的激励；所述馈电网络层包含与所述多个辐射子阵面分别对应的多个馈电子阵；所述馈电子阵包含：多个馈电单元、多个同相不等比功分器、至少一个反相不等比功分器；所述馈电单元包含至少一个馈电传输线，所述馈电传输线用于馈入电磁波；通过所述多个同相不等比功分器对所述多个馈电单元的各馈电传输线进行功率分配，通过反相不等比功分器使得各馈电传输线辐射同相电磁波；通过所述和差网络层级联多个馈电子阵，实现通过辐射层辐射单脉冲的电磁波。2.如权利要求1所述的单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其特征在于，通过第一x轴、第一y轴将辐射阵面虚拟划分为第一至第四辐射子阵面，所述第一x轴、第一y轴的交点对应辐射阵面的中心，第一至第四辐射子阵面分别对应由第一x轴、第一y轴所形成的第一至第四象限；各辐射子阵面均包含呈4行4列排布的16个辐射单元，每个辐射单元包含呈2行2列排布的4个辐射缝隙；每行辐射单元、每行辐射缝隙均平行于所述第一x轴。3.如权利要求2所述的单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述高次模谐振腔体位于对应辐射隙单元的正下方；通过设置在第二金属板上的多个金属销钉围绕形成矩形的高次模谐振腔体，所述第二金属板位于第一金属板的下方；高次模谐振腔体的长边平行于第一x轴；第二金属板上，与高次模谐振腔体的中心对应的位置开有第一耦合缝隙。4.如权利要求3所述的单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述第一耦合缝隙具有一字型结构，其平行于第一x轴；第一耦合缝隙的两端分别设有位置对称的第一调谐销钉、第二调谐销钉，通过所述第一调谐销钉、第二调谐销钉抑制高次模谐振腔体内的高次模。5.如权利要求4所述的单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其特征在于，与第一至第四辐射子阵面分别对应的第一至第四馈电子阵设置在第三金属板上，所述第三金属板位于第二金属板的下方；第三金属板上，各馈电子阵的中心开有第二耦合缝隙；通过第二x轴和第二y轴将馈电子阵虚拟划分为第一至第四馈电单元，所述第二x轴、第二y轴分别平行于第一x轴、第一y轴，第二x轴和第二y轴的交点对应馈电子阵的中心；所述第一至第四馈电单元分别对应由第二x轴、第二y轴所形成的第一至第四象限；馈电单元包含沿第二y轴的长度方向分布的第一、第二组馈电传输线；每组馈电传输线包含沿第二x轴的长度方向分布的2个馈电传输线，一个馈电传输线对应一个辐射单元。6.如权利要求5所述的单脉冲间隙波导缝隙阵列天线，其特征在于，同相不等比功分器具有T形结构，其包含第一至第三端；同相不等比功分器的第一端、第二端相对设置，同相不等比功分器的第三端位于同相不等比功分器的第一端、第二端之间；同相不等比功分器的第三端为输入端；同相不等比功分器的第一端、第二端之间还开有与同相不等比功分器的第三端位置对应的梯形枝节；通过所述梯形枝节调整同相不等比功分器第一端、第二端之
间的同向不等幅的功分比；馈电子阵还包含第一至第四同相不等比功分器；第一、第二组...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，黄勇，纪松，鲁洵洵，李可，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：