脊波导倾斜缝隙对天线制造技术

本发明专利技术涉及脊波导倾斜缝隙对天线。该天线的辐射波导管１上设有等间距两对以上的辐射缝隙；其横截面为“凹”形金属脊波导管，在两侧上突的金属壁上对称设有两对以上的倾斜辐射缝隙，所述辐射缝隙对呈“八”字形对称排列；相邻倾斜辐射缝隙对按对称方式排列；辐射波导管一端为天线输入口、另一端封闭短路，构成波导缝隙对驻波阵。本发明专利技术天线结构尺寸小，波导管的横截面积压缩了一半以上；可以实现全空间交叉极化抑制；该天线波导结构易于采用与同样截面的波导功分器简单的上下叠加，实现宽带波导缝隙天线阵，加工工艺好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波导缝隙天线，具体是一种脊波导缝隙对天线。 本专利技术既可用于接收、也可用于发射无线电波。在军事方面，可用作雷达系统的终端天线。在民用方面，可作为通信的基站天线、卫星地面移动终端天线等。
技术介绍
随着应用与需求的快速发展，为了充分利用宝贵的频谱，双极化天线在军用和民 用领域的应用也越来越广泛，因此对每种极化天线的极化纯度要求提高。除此之外，电子设 备在某些具体的应用中，还有诸如体积和重量等方面的特殊要求。 波导缝隙天线阵作为发射和接收电磁信号的天线，由于其效率高、易于加工和自 身结构强度高等优点，被广泛应用于雷动和通讯领域。 波导缝隙天线主要包括矩形波导宽边纵向偏置长缝、倾斜缝天线，矩形波导窄边 倾斜缝天线(巴拉尼兹，现代天线手册，A John Wiley & Sons, Inc.，出版，2008)。在实际 应用中，波导宽边缝隙天线通常作为垂直极化阵，而波导窄边缝隙天线作为水平极化阵使 用。对于波导宽边纵向偏置长缝天线而言，由于缝隙平行一致，可以得到非常好的交叉极化 抑制性能；而波导窄边倾斜缝天线，单根线阵很难实现低交叉极化，因此，在实际应用中通 常需要采用线阵间反相馈电激励的方式对天线交叉极化分量加以抑制，这种方法，一方面 需要增加移相器设备，另一方面由于不同波达方向存在空间相位差，尤其是在偏离侧射角 e =arcSin(A/2d)(A是工作频率自由空间波长，d是相邻两根线阵的中心距离)附近该方法完全失效，因此，很难实现全空间的交叉极化抑制。尽管在波导窄边采用金属膜片激励 非倾斜缝可以实现非常好的交叉极化性能(汪伟，钟顺时，等，极低交叉极化波导窄边非倾 斜缝隙天线，微波与光快报，2005， 44(1) :91-93)，但是由于在每个辐射缝隙两侧，金属波导 腔体内需要成对的金属膜片，因此带来加工难度和成本的增加。 另外，在波导缝隙驻波阵的设计应用中，经常需要采用波导功分器与波导天线一 体化设计实现宽带性能(汪伟，宽带印刷天线与双极化微带及波导缝隙天线阵，博士毕业 论文，2005. 2)，由于天线结构特点，垂直极化宽带波导缝隙天线阵中辐射波导与馈电波导 上下平行排列，加工容易。但对于水平极化宽带波导缝隙天线阵，辐射波导与馈电波导都采 用不对称脊波导互补结构实现紧凑压縮截面目的，但也将付出加工难度大的代价，而采用 常规矩形波导叠加方式则天线厚度非常大。 总之，以上介绍的水平极化波导缝隙天线要么体积较大、交叉极化较高；要么增加 移相器额外设备抑制交叉极化，并且仍无法实现全空间抑制能力；要么结构复杂、加工成本高。
技术实现思路
为了实现单根水平极化波导缝隙天线低交叉极化性能，本专利技术提供一种脊波导倾 斜缝隙对天线。 本专利技术在现有波导缝隙天线的基础上，通过结构改进实现天线在辐射单元级(辐 射缝)交叉极化抑制，具体的结构改进技术方案如下 脊波导倾斜缝隙对天线包括辐射波导管l，辐射波导管1上设有等间距两对以上 的辐射缝隙，所述辐射波导管1的横截面为凹形金属脊波导管，在两侧上突的金属壁4上 对称设有两对以上的倾斜辐射缝隙2，所述辐射缝隙对呈八字形对称排列，单侧辐射缝隙 与辐射波导管1纵向中心线之间的夹角0。 < 9 <90° ，相邻倾斜辐射缝隙对按对称方式 排列； 辐射波导管1 一端为天线输入口、另一端封闭短路，构成波导缝隙对驻波阵。 所述辐射波导管为对称单脊波导。 所述辐射缝隙2宽度为1-3毫米，辐射缝隙2内端深度小于等于金属脊深度，外端 深度小于金属波导管高度。 所述相邻倾斜辐射缝隙对之间的间距相等。 本专利技术的有益技术效果体现在下以方面 1、采用金属脊波导管作为辐射波导管，有效减小了天线的尺寸，波导管的横截面 积压縮了一半以上； 2、在凹形单脊金属波导管上，两侧上突的金属壁上开对称倾斜缝隙作为辐射缝 单元，与波导窄边开金属膜片激励的非倾斜缝隙天线相比，由于金属波导管内无额外结构， 因此加工难度大大降低； 3、与传统波导窄边倾斜缝隙天线阵相比，缝隙对中两个独立的倾斜缝隙对称排 列，表征为自反相馈电，实现了单根天线上辐射单元H面的交叉极化抑制，相对于传统的多 根天线间抑制方法而言，减少了移相器设备，并且由于缝隙对中两个独立倾斜缝隙之间的 间距小于半个波长，排除了辐射空间180度相位差出现，因此可以实现全空间交叉极化抑 制； 4、该天线波导结构易于采用与同样截面的波导功分器简单的上下叠加，实现宽带 波导缝隙天线阵，加工难度低。附图说明 图1为本专利技术所述天线外观立体效果图； 图2为本专利技术天线波导管横截面图； 图3为本专利技术两个缝隙对单元天线俯视图； 图4为本专利技术两个缝隙对单元天线A-A方向的示意图； 图5为本专利技术两个缝隙对单元天线仰视图； 图6为本专利技术五个缝隙对单元天线俯视图； 图7为本专利技术五个缝隙对单元天线A-A方向的示意图； 图8为本专利技术五个缝隙对单元天线仰视图； 图9为本专利技术两个缝隙对单元天线方向图及交叉极化性能； 图10为本专利技术五个缝隙对单元天线方向图及交叉极化性能。具体实施例方式下面结合附图，通过实施例对本专利技术作进一步地说明。 实施例1 : 工作于X波段的均匀分布两个单元波导缝隙对驻波阵，辐射波导管1的端头5为 天线输入口 ，其另一端头6短路。参见图1 ，缝隙对取其中的两个，其它各详细截面结构参 见图2至图5。工作中心频率为f。，下边频为f上边频为f本实施例分别选择9. 6、9. 0、 10.2GHz。 波导管是截面为凹形的对称单脊辐射波导管1，其宽度为a，高度为b，金属脊3 宽度为Rw，高度为Rh，如图2所示。 辐射波导管一端头5为信号输入口，另一端头6为金属波导壁封闭，即短路，距离 最后一个缝隙对间距为Lsh。 缝隙对辐射天线单元是开在对称单脊辐射波导管1上部两边突出的金属壁4上， 缝隙倾角为e ，两个单边倾斜缝隙完全相同，按波导纵向中心截面镜像对称。 本实施例天线沿波导纵向分布2个缝隙对，两者按其中心对称面镜像对称排列， 如图3所示。 缝隙对单侧缝隙切入金属脊内的深度为！^，切入外侧波导壁的深度为！^，上部突 出壁上长度为L缝宽为Ws，如图1-5所示，相邻缝隙对之间中心距离为Ls。 具体参数确定如下 根据天线阵实际需要，确定脊波导宽度a，其选择范围为0 < a《0.9AJ是 上边频自由空间波长)，本实施例为0. 442 A H ;天线高度b选择范围为0 < b < 0. 5 A H，金 属脊宽度Rw选择范围为0 < Rw < a，金属脊高度Rh选择范围为0 < Rh < b，天线高度b、 金属脊宽度Rw和金属脊高度Rh三者相关联，选择以工作频带在波导管内传输而不被截至 为准则，同时考虑机械加工能力和加工精度条件限制等因素，该参数的计算方法为本专业 设计人员所熟知，此处不再赘述，本实施例优选为b = 0.2176 A 。， Rw = 0. 1376 A 。， Rh = 0. 1152入o。 缝隙倾角e以两个缝隙对导纳值之和为l作为设计准则，该参数的计算方法 为本专业设计人员所熟知，本实施例为63.6。，斜缝隙尺寸k = 0.5 (a-Rw)/sine， 0 < L2《Rh，优选为0. 1024 A 。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
脊波导倾斜缝隙对天线，包括辐射波导管（１），辐射波导管（１）上设有等间距两对以上的辐射缝隙，其特征在于：所述辐射波导管（１）的横截面为“凹”形金属脊波导管，在两侧上突的金属壁（４）上对称设有两对以上的倾斜辐射缝隙（２），所述辐射缝隙对呈“八”字形对称排列，单侧辐射缝隙（２）与辐射波导管（１）纵向中心线之间的夹角０°＜θ＜９０°；相邻倾斜辐射缝隙对按对称方式排列；辐射波导管（１）一端为天线输入口、另一端封闭短路，构成波导缝隙对驻波阵。

【技术特征摘要】
脊波导倾斜缝隙对天线，包括辐射波导管(1)，辐射波导管(1)上设有等间距两对以上的辐射缝隙，其特征在于所述辐射波导管(1)的横截面为“凹”形金属脊波导管，在两侧上突的金属壁(4)上对称设有两对以上的倾斜辐射缝隙(2)，所述辐射缝隙对呈“八”字形对称排列，单侧辐射缝隙(2)与辐射波导管(1)纵向中心线之间的夹角0°＜θ＜90°；相邻倾斜辐射缝隙对按对称方式排列；辐射波导管(1)一端为天线输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪伟，张洪涛，齐美清，卢晓鹏，张玉梅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]