一种基于线性梯度切向节的VICTS天线制造技术

本公开实施例是关于一种基于线性梯度切向节的VICTS天线。该天线包括：辐射层，包括多个均匀排列的切向节单元和固定环；切向节单元包括截面均呈五边形的第一金属板和第二金属板；馈电层，包括平行板波导和线源发生器；平行板波导底部带多个尺寸相同、等间距、平行排列的矩形金属长齿，线源发生器包括金属反射板、过渡金属板和弓形抛物盒天线。本公开实施例，采用切向节单元和平行板波导的矩形光栅慢波结构，增加了带宽和增益；通过选用不同长度的切向节单元排布组成圆形阵列，采用弓形抛物盒天线作为线源发生器，利用平行板波导、金属反射板、过渡板和弓形抛物盒天线形成的双层过渡波导结构实现平面波的传输，实现了俯仰面大角度的波束扫描。度的波束扫描。度的波束扫描。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性梯度切向节的VICTS天线


[0001]本公开实施例涉及阵列天线
，尤其涉及一种基于线性梯度切向节的VICTS天线。

技术介绍

[0002]可变倾角连续切向节(Variable Inclination Continuous Transverse Stub,VICTS)阵列天线是在串馈CTS(Continuous Transverse Stub,连续横向枝节)天线的基础上发展起来的，不仅具有高增益、低剖面、宽带宽和波束扫描特性，且可共形安装在车辆、高铁、飞机等移动载体上；VICTS天线通过辐射板和馈电板之间的相对旋转实现俯仰面的波束扫描，通过两者的共同旋转实现方位面的波束扫描，通过波束扫描特性与伺服控制系统的结合，即可实现卫星的精准对星。在相关技术中，该天线采用漏波天线理论，具有结构紧凑、高增益、易集成等优点，通过改变波导频率或材料的介电常数来实现二维波束扫描，但波束扫描角度受限严重。
[0003]因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
[0004]需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

[0005]本公开实施例的目的在于提供一种基于线性梯度切向节的VICTS天线，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0006]根据本公开实施例，提供一种基于线性梯度切向节的VICTS天线，该天线包括：
[0007]辐射层，包括多个均匀排列的切向节单元和固定环；
[0008]所述切向节单元的两端均固定在所述固定环上以形成圆形阵列，所述切向节单元包括截面均呈五边形的第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和所述第二金属板对称设置且形成第一缝隙和第二缝隙，所述第一金属板的底部设有第一长直槽，所述第二金属板的底部设有第二长直槽；
[0009]馈电层，包括平行板波导和线源发生器；
[0010]所述平行板波导底部设有多个尺寸相同、等间距、平行排列的矩形金属长齿，所述平行板波导设置在所述辐射层底部，所述线源发生器包括金属反射板、过渡金属板和弓形抛物盒天线，所述金属反射板与所述弓形抛物盒天线通过所述过渡金属板连接，所述平行板波导设置在所述过渡板和所述弓形抛物盒上，且所述平行板波导、所述金属反射板、所述过渡板和所述弓形抛物盒天线共同形成一个扇形空腔，以使平面波在传输过程中能够从所述切向节单元向自由空间辐射。
[0011]本公开的一实施例中，所述第一金属板为依次按照第一侧边、上底、斜边、第二侧边和下底围成的五边形；
[0012]其中，所述上底和所述下底平行，所述上底的长度小于所述下底的长度，所述第一
侧边和所述第二侧边平行且分别与所述下底垂直，所述第一侧边的长度大于所述第二侧的长度。
[0013]本公开的一实施例中，所述第一侧边的长度为9～11mm，所述第二侧边的长度为5～7mm，且各个所述切向节单元的截面的长度15～20mm，所述平行板波导的高度为8～12mm。
[0014]本公开的一实施例中，所述第一缝隙为所述第一金属板的斜边与所述第二金属板的斜边最大距离处的间距，且所述第一缝隙的宽度为9～11mm；
[0015]所述第二缝隙为所述第一金属板的斜边与所述第二金属板的斜边最小距离处的间距，且所述第二缝隙的宽度为0.3～0.7mm。
[0016]本公开的一实施例中，所述第一长直槽包括：
[0017]圆形直槽和第一矩形直槽；
[0018]所述圆形直槽设置在所述矩形直槽的顶部，且两者连接形成所述第一长直槽；
[0019]其中，所述圆形直槽的半径为第一预设值，所述第一矩形直槽的长度和宽度分别为第二预设值和第三预设值。
[0020]本公开的一实施例中，所述第二长直槽为第二矩形槽，所述第二矩形槽的长度和宽度分别为第四预设值和第五预设值；
[0021]其中，所述第一长直槽和所述第二长直槽的位置均为预设位置。
[0022]本公开的一实施例中，所述线源发生器还包括：
[0023]同轴探针和反射器；
[0024]所述同轴探针设置在所述弓形抛物盒天线的焦点处，所述反射器设置在靠近过渡金属板一侧且距离所述同轴探针1/4波长的位置。
[0025]本公开的一实施例中，所述金属反射板包括：
[0026]上金属反射板、下金属反射板和连接板；
[0027]所述上金属反射板和所述下金属反射板均与所述连接板呈45
°
固定，且呈喇叭状逐渐张开设置，所述下金属反射板与所述过渡金属板连接。
[0028]本公开的一实施例中，所述过渡金属板的水平长度为5～6mm，所述上金属反射板和所述下金属反射板在水平方向上的长度为4.5～5.5mm。
[0029]本公开的一实施例中，所述弓形抛物盒天线的内腔的高度为4.5～5.5mm，所述弓形抛物盒天线的侧壁的厚度为0.5～1.5mm。
[0030]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0031]本公开的实施例中，通过上述基于线性梯度切向节的VICTS天线，一方面，采用切向节单元和平行板波导的矩形光栅慢波结构，增加了带宽和增益；另一方面，通过选用不同长度的切向节单元排布组成圆形阵列，采用弓形抛物盒天线作为线源发生器，利用平行板波导、金属反射板、过渡板和弓形抛物盒天线形成的双层过渡波导结构实现平面波的传输，实现了俯仰面大角度的波束扫描。
附图说明
[0032]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。
[0033]图1示出本公开示例性实施例中基于线性梯度切向节的VICTS天线的结构示意图；
[0034]图2示出图1中一个切向节单元的结构示意图；
[0035]图3(a)示出本公开示例性实施例中VICTS天线机械扫描原理图；
[0036]图3(b)示出本公开示例性实施例中VICTS天线中入射波水平入射的原理图；
[0037]图4(a)示出本公开示例性实施例中辐射层和馈电层未产生相对旋转时的原理图；
[0038]图4(b)示出本公开示例性实施例中辐射层和馈电层产生了相对旋转时的原理图；
[0039]图5(a)示出本公开示例性实施例中VICTS天线单元未加入匹配结构前后电磁场分布对比图；
[0040]图5(b)示出本公开示例性实施例中VICTS天线单元加入匹配结构前后电磁场分布对比图；
[0041]图6(a)示出本公开示例性实施例中VICTS天线单元中的天线阵列俯视图；
[0042]图6(b)示出本公开示例性实施例中VICTS天线单元中的天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线性梯度切向节的VICTS天线，其特征在于，该天线包括：辐射层，包括固定环和多个均匀排列的切向节单元；所述切向节单元的两端均固定在所述固定环上以形成圆形阵列，所述切向节单元包括截面均呈五边形的第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和所述第二金属板对称设置且形成第一缝隙和第二缝隙，所述第一金属板的底部设有第一长直槽，所述第二金属板的底部设有第二长直槽，所述切向节单元排列组成圆形阵列；馈电层，包括平行板波导和线源发生器；所述平行板波导底部设有多个尺寸相同、等间距、平行排列的矩形金属长齿，所述平行板波导设置在所述辐射层底部，所述线源发生器包括金属反射板、过渡金属板和弓形抛物盒天线，所述金属反射板与所述弓形抛物盒天线通过所述过渡金属板连接，所述平行板波导设置在所述过渡板和所述弓形抛物盒上，且所述平行板波导、所述金属反射板、所述过渡板和所述弓形抛物盒天线共同形成一个扇形空腔，以使平面波在传输过程中能够从所述切向节单元向自由空间辐射。2.根据权利要求1所述基于线性梯度切向节的VICTS天线，其特征在于，所述第一金属板为依次按照第一侧边、上底、斜边、第二侧边和下底围成的五边形；其中，所述上底和所述下底平行，所述上底的长度小于所述下底的长度，所述第一侧边和所述第二侧边平行且分别与所述下底垂直，所述第一侧边的长度大于所述第二侧的长度。3.根据权利要求2所述基于线性梯度切向节的VICTS天线，其特征在于，所述第一侧边的长度为9～11mm，所述第二侧边的长度为5～7mm，且各个所述切向节单元的截面的长度为15～20mm，所述平行板波导的高度为8～12mm。4.根据权利要求2所述基于线性梯度切向节的VICTS天线，其特征在于，所述第一缝隙为所述第一金属板的斜边与所述第二金属板的斜边最大距离处的间距，且所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，董淑福，郑秋容，余佳宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：