一种高功率线极化的阵列天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高功率线极化的阵列天线，包括2个圆波导分两路矩形波导器件和5级功分，将信号分为126路并输入螺旋子阵，形成阵列天线。本实用新型专利技术采用四合一子阵并为相邻子阵引入相位差，可以减小所要求的波束宽度以外的栅瓣电平值：采用特殊的一分三等幅同相波导功分结构，可以在实现高功率、高增益、线极化辐射的同时，灵活地进行阵列排布，留出相应的物理空间，从而灵活地选择雷达的安装位置。从而灵活地选择雷达的安装位置。从而灵活地选择雷达的安装位置。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率线极化的阵列天线


[0001]本技术涉及天线领域，具体涉及一种高功率线极化的阵列天线。

技术介绍

[0002]高功率微波从上个世纪70年代开始兴起，特指峰值功率在100MW以上，工作频率在1～300GHz的电磁波。高功率天线作为高功率微波辐射系统与外界交互的重要组成部分，高功率天线的性能极大程度上影响了整个系统的性能。高功率微波武器作为一种新型的电子战武器，为了更有效的实施打击，对高功率微波辐射系统有较高的要求，但是常见的高功率微波天线，例如模式变换器接辐射喇叭、Vlasov天线、模式变换天线，高功率容量反射面等，已经不能完全的满足上述要求。而高功率螺旋阵列天线因为其高效率，阵列化，小型化等应用优势，在近十几年来受到了广大学者的关注。
[0003]而且随着高功率微波技术的发展，对高功率阵列天线的要求不再局限于高功率，而是在保证高功率的前提下，对阵列天线提出了多功能和多用途的应用需求，主要体现在阵列天线不仅需要特定的极化还要有效的实现阵列化。一个大型的高功率线极化的阵列天线的设计包括：高功率线极化的天线子阵的设计，天线子阵的排布，高功率馈电功分系统的设计。高功率天线子阵的性能是阵列天线的核心部件之一，天线子阵的性能决定了阵列天线的性能，包括极化方式、增益等。天线子阵的排布会影响阵列天线的波束合成，如栅瓣等。馈电功分系统则决定了能量是否能够按照预计的方式从高功率微波源到达高功率天线子阵。三者相辅相成共同组成了完整的高功率线极化阵列天线。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本技术提供的一种高功率线极化的阵列天线具有高功率容量、线极化、低栅瓣的特点，同时设计了用于安装雷达的缺口，实现与雷达的协同工作。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]提供一种高功率线极化的阵列天线，其包括2个圆波导分两路矩形波导器件，每个圆波导分两路矩形波导器件的2个输出端均分别连接1个第一级普通矩形波导HT功分；4个第一级普通矩形波导HT功分的2个输出端分别连接1个第二级普通矩形波导HT功分；8个第二级普通矩形波导HT功分的16个输出端连接14个第三级普通矩形波导HT功分和2个第三级特殊矩形波导HT功分；14个第三级普通矩形波导HT功分的28个输出端连接28个第四级普通矩形波导HT功分；2个第三级特殊矩形波导HT功分的4个输出端连接2个第四级普通矩形波导HT功分和2个一分三等幅同相波导功分；30个第四级普通矩形波导HT功分的60个输出端分别连接1个第五级特殊矩形波导HT功分；60个第五级特殊矩形波导HT功分的120个输出端分别通过介质窗与螺旋子阵相连接；螺旋子阵的上方设置有天线罩；
[0007]2个第三级特殊矩形波导HT功分均通过弯折波导与一分三等幅同相波导功分相连接；
[0008]2个一分三等幅同相波导功分的6个输出端分别通过介质窗与螺旋子阵相连接；
[0009]每个第五级特殊矩形波导HT功分的两个输出端在水平方向上的相位差为180
°
；
[0010]1个第四级普通矩形波导HT功分和其连接的2个第五级特殊矩形波导HT功分构成1个一分四矩形波导HT功分；
[0011]2个一分三等幅同相波导功分的缺口部分相邻设置，得到用于安装雷达的物理空间。
[0012]进一步地，天线罩为内置折线栅式极化转换天线罩。
[0013]进一步地，阵列天线的工作频率为4.3GHz；圆波导分两路矩形波导器件包括依次连接的第一圆波导段、渐变段、第二圆波导段、出口矩形波导段和扭波导段；
[0014]第一圆波导段的半径为40mm、长度为50mm；
[0015]渐变段的入口半径为40mm、长度为200mm、出口半径为33.5mm；
[0016]第二圆波导段的半径为33.5mm、长度为140mm；
[0017]出口矩形波导段距离第二圆波导段的顶端14.5mm，长度为71mm；出口矩形波导段为BJ40矩形波导，出口矩形波导段的尺寸为58.17mm
×
29.08mm；
[0018]扭波导段的长度为231.5mm。
[0019]进一步地，第一级普通矩形波导HT功分的输出端通过长度为835.5mm的BJ40矩形波导连接第二级普通矩形波导HT功分。
[0020]进一步地，第二级普通矩形波导HT功分的输出端通过长度为238.5mm的BJ40矩形波导连接第三级矩形波导HT功分。
[0021]进一步地，第三级矩形波导HT功分的输出端通过长度为357mm的BJ40矩形波导连接第四级普通矩形波导HT功分。
[0022]进一步地，第四级普通矩形波导HT功分的输出端通过长度为99mm的BJ40矩形波导连接第五级特殊矩形波导HT功分。
[0023]进一步地，每一级普通矩形波导HT功分的水平方向长度均为106mm、竖直方向长度均为113mm。
[0024]进一步地，第五级特殊矩形波导HT功分的两个输出端连接的矩形波导长度相差43.52mm。
[0025]进一步地，螺旋子阵包括若干双分支螺旋天线。
[0026]本技术的有益效果为：采用四合一子阵并为相邻子阵引入相位差，可以减小所要求的波束宽度以外的栅瓣电平值：采用特殊的一分三等幅同相波导功分结构，可以在实现高功率、高增益、线极化辐射的同时，灵活地进行阵列排布，留出相应的物理空间，从而方便雷达的安装。
附图说明
[0027]图1为阵列天线背面示意图；
[0028]图2为四合一高功率阵列天线子阵模块主视图；
[0029]图3为双分支螺旋天线结构示意图；
[0030]图4为圆波导分两路矩形波导器件结构示意图；
[0031]图5为普通矩形波导HT功分示意图；
[0032]图6为第五级特殊矩形波导HT功分示意图；
[0033]图7为第五级特殊矩形波导HT功分的仿真结果示意图；
[0034]图8为一分七功分示意图；
[0035]图9为螺旋子阵的反射曲线示意图；
[0036]图10为四合一高功率阵列天线子阵模块的远场方向图；
[0037]图11为本阵列天线的方向图仿真结果。
[0038]其中：1、圆波导分两路矩形波导器件；2、第一级普通矩形波导HT功分；3、第二级普通矩形波导HT功分；4、第三级普通矩形波导HT功分；5、第四级普通矩形波导HT功分；6、介质窗；7、第五级特殊矩形波导HT功分；8、一分三等幅同相波导功分；9、第三级特殊矩形波导HT功分。
具体实施方式
[0039]下面对本技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率线极化的阵列天线，其特征在于，包括2个圆波导分两路矩形波导器件，每个圆波导分两路矩形波导器件的2个输出端均分别连接1个第一级普通矩形波导HT功分；4个第一级普通矩形波导HT功分的2个输出端分别连接1个第二级普通矩形波导HT功分；8个第二级普通矩形波导HT功分的16个输出端连接14个第三级普通矩形波导HT功分和2个第三级特殊矩形波导HT功分；14个第三级普通矩形波导HT功分的28个输出端连接28个第四级普通矩形波导HT功分；2个第三级特殊矩形波导HT功分的4个输出端连接2个第四级普通矩形波导HT功分和2个一分三等幅同相波导功分；30个第四级普通矩形波导HT功分的60个输出端分别连接1个第五级特殊矩形波导HT功分；60个第五级特殊矩形波导HT功分的120个输出端分别通过介质窗与螺旋子阵相连接；螺旋子阵的上方设置有天线罩；2个第三级特殊矩形波导HT功分均通过弯折波导与一分三等幅同相波导功分相连接；2个一分三等幅同相波导功分的6个输出端分别通过介质窗与螺旋子阵相连接；每个第五级特殊矩形波导HT功分的两个输出端在水平方向上的相位差为180
°
；1个第四级普通矩形波导HT功分和其连接的2个第五级特殊矩形波导HT功分构成1个一分四矩形波导HT功分；2个一分三等幅同相波导功分的缺口部分相邻设置，得到用于安装雷达的物理空间。2.根据权利要求1所述的高功率线极化的阵列天线，其特征在于，天线罩为内置折线栅式极化转换天线罩。3.根据权利要求1所述的高功率线极化的阵列天线，其特征在于，阵列天线的工作频率为4.3GHz；圆波导分两路矩形波导器件包括依次连接的第一圆波导段、渐变段、第二圆波导段、出口矩形波导段和扭...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相强，陈瑞，黄贵春，孔歌星，张健穹，王庆峰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：