[發(fā)明專利]梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910228384.1
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN101814661A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭宏興;成丹;王利強(qiáng);馮立營;劉穎;孫程光;馬興兵
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工程師范學(xué)院
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q13/10;H01Q13/08
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在通信系統(tǒng)中使用的天線，尤其涉及一種梯形截面波導(dǎo)縫隙陣列天線單元。

背景技術(shù)

隨著雷達(dá)、精確制導(dǎo)、遙感和無線電通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，頻率資源日益緊張的問題越來越突出，研制工作于更高頻段上的各種形式的天線已經(jīng)是通信領(lǐng)域的迫切需要。在眾多的微波毫米波天線中，波導(dǎo)縫隙陣列天線具有結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械強(qiáng)度好、饋電損耗低、輻射效率高、功率容量大和可靠性高等優(yōu)點，近年來倍受重視。傳統(tǒng)的波導(dǎo)縫隙陣列天線采用矩形金屬波導(dǎo)制成，但其缺點在于，帶寬受到輻射縫隙數(shù)的限制(M.Hamadallah，F(xiàn)requency?limitations?onbroad-band?performance?of?shunt?slot?arrays，IEEE?Trans?Antennas?Propagat?Vol.37，1989，pp：817-823)，輻射縫隙數(shù)越多則帶寬越窄。許多研究者通過給波導(dǎo)加脊來改善這種情況，David?Y.Kim把矩形波導(dǎo)縫隙天線陣的設(shè)計理論推廣到對稱單脊波導(dǎo)寬邊縱向裂縫天線的設(shè)計上(D.Y.Kim，R.S.Elliott，A?design?procedurefor?slot?arrays?fed?by?single?ridged?waveguide，IEEE?Trans?Antennas?Propagat?Vol.36，1988，pp：1531-1536)。此后，有很多關(guān)于各種脊型波導(dǎo)縫隙天線的研究。加脊可以拓展波導(dǎo)的通頻帶寬，但當(dāng)天線的工作帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波導(dǎo)本身的通頻帶寬時，加脊的優(yōu)勢變得不明顯，而且增加了加工工藝的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元，可以在傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元及加脊波導(dǎo)天線單元基礎(chǔ)上改善工作帶寬。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種用于通信系統(tǒng)的梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元，包括梯形截面金屬波導(dǎo)，寬邊設(shè)有輻射縫隙，輻射縫隙分列于寬邊中心線兩側(cè)，波導(dǎo)兩端均設(shè)有短路板，其中一端附近設(shè)有饋電點。

一種ku波段梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元，橫截面為梯形結(jié)構(gòu)，波導(dǎo)一端短路板附近設(shè)計有同軸饋電裝置及調(diào)配螺釘。

本發(fā)明的有益效果是，波導(dǎo)截面具有梯形結(jié)構(gòu)，天線單元不使用介電材料，輻射縫隙分列于寬邊中心線兩側(cè)，使得梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元具有輻射效率高，低副瓣的優(yōu)點，并可以改善相應(yīng)的工作帶寬，而且隨著縫隙數(shù)量的增加更加明顯。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的整體外觀效果圖。

圖2是圖1的主視圖。

圖3是圖2的A——A面剖視圖。

圖4是本發(fā)明實施例的E面輻射方向圖。

圖5是本發(fā)明實施例的H面輻射方向圖。

圖6a至6c是本發(fā)明實施例(TWSA)與梯形單脊波導(dǎo)縫隙天線單元(STWSA)帶寬比較。

圖中：1-梯形截面波導(dǎo)，2-輻射縫隙，31-短路板，32-短路板，4-同軸饋電裝置，51-調(diào)配螺釘，52-調(diào)配螺釘。

具體實施方式

圖1所示為一種用于通信系統(tǒng)的梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元，圖2為圖1的主視圖。包括梯形截面波導(dǎo)1，波導(dǎo)寬邊設(shè)有輻射縫隙2，縫隙長度為L₂，縫隙間距為d，兩端分別設(shè)有短路板31和32，其中短路板31距最近縫隙中心的距離為L₁，短路板32附近設(shè)有同軸饋電裝置4，短路板32至同軸饋電裝置4的距離為L₅，同軸饋電裝置4距最近縫隙中心的距離為L₆，同軸饋電裝置4附近設(shè)計有調(diào)配螺釘51和52，兩螺釘之間的距離為L₃，調(diào)配螺釘52至同軸饋電裝置4的距離為L₄。

圖3所示為梯形波導(dǎo)橫截面示意圖，梯形兩斜邊之間的夾角設(shè)計為45度，寬邊尺寸為a，高b＝a/2，調(diào)節(jié)a值可獲得不同的梯形波導(dǎo)截止波長，適用于不同工作頻率的梯形波導(dǎo)縫隙陣列天線單元。