[發(fā)明專利]低副瓣羅特曼透鏡天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110256203.3
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102403576A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李峰;劉熠志;黃巍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q13/06;H01Q17/00
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種改進的H面波導(dǎo)型基于羅特曼透鏡(Rotman)的低副瓣天線。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，?Rotman透鏡天線是一個同時多波束天線,?用Rotman透鏡作為饋電網(wǎng)路，運用準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)替代大量移相器，獲得同時多波束掃描，包括饋電網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的整個天線系統(tǒng)采用微帶來實現(xiàn)。該天線利用波束口到天線陣上各個單元的光程差來確定波速指向,可以實現(xiàn)大角度窄波束掃描。

Rotman由波速口,平行板透鏡腔體、陣列口、相位傳輸線、輻射天線陣五個部分組成。它的工作原理是，任何一個波束口發(fā)出的信號經(jīng)透鏡腔體、相位傳輸線、達到輻射天線單元，該天線可以實現(xiàn)大角度窄波束掃描。

目前，Rotman透鏡天線同時得到較高的效率及低的副瓣主要有三種方法：

a)通過在各個波束口添加新的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)得到，但是目前基本限于單個波束應(yīng)用；

b)在多波束應(yīng)用中可以通過增加波束口照射口徑尺寸的途徑來降低副瓣，但是這一方案的波束間隔過大，各相鄰波束交疊電平過低（一般為-10dB），但對波導(dǎo)結(jié)構(gòu)而言，隨著單個波束口口徑尺寸的增加會出現(xiàn)高次模，因此不便于應(yīng)用；

c)用一個小透鏡作為初級多波束饋源照射另一個較大的透鏡來實現(xiàn)邊照水平的提高，不過這樣做將使天線的尺寸增加較大。其次是陣列口后的相位調(diào)整傳輸線非常長，增加了天線的縱向尺寸。

本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)H面波導(dǎo)型Rotman透鏡天線的進一步改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是針對上述現(xiàn)有Rotman透鏡天線方案存在的不足之處，提出一種能夠有效降低副瓣電平值，可同時實現(xiàn)低副瓣與較高的波束交疊電平（高于-3dB），天線尺寸無明顯增加的H面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的低副瓣Rotman透鏡天線新方案。

本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到。本發(fā)明提供的低副瓣羅特曼透鏡天線，包括，透鏡部分與旁瓣對消電路，其特征在于，輻射單元1與對應(yīng)的陣列口4之間的矩形波導(dǎo)3內(nèi)，設(shè)置有用于縮小天線尺寸的鏍釘移相器2，每個波束口6后都連接有一單刀雙擲開關(guān)7，兩相鄰波束口6的信號，通過相鄰兩個單刀雙擲開關(guān)7的選擇，送入對應(yīng)相連的同一個合成器8中，兩相鄰波束副瓣對消使得形成的合成波束具有低副瓣的特點。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:

本發(fā)明采用兩相鄰波束副瓣對消，合成波束副瓣得到降低，兩波束合成后得到的信號被輸出到端口（9），形成低副瓣的接收特性。可同時實現(xiàn)低副瓣與較高的波束交疊電平（高于-3dB），天線尺寸無明顯增加。

由于天線具有互易性，作為發(fā)射天線，當(dāng)發(fā)射信號從端口（9）輸入時將在各輻射單元（1）中激勵起一定的口徑分布，具有低副瓣的特性。由于副瓣實現(xiàn)了一定程度對消，因而有效地降低了副瓣電平值。

用位于波導(dǎo)內(nèi)的螺釘移相器替代波導(dǎo)傳輸線移相器，在各矩形波導(dǎo)（3）中引入鏍釘移相器（2），有效地減小了透鏡天線尺寸。具有天線結(jié)構(gòu)尺寸小、副瓣低、多波束。由于波束間隔小于半功率波束寬度，因此還有波束間隔小的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明低副瓣羅特曼透鏡天線的剖面圖。

圖2是圖1中螺釘移相器的示意圖。

圖3是有螺釘移相器與無螺釘移相器的低副瓣羅特曼透鏡天線

圖4是本發(fā)明副瓣對消原理圖。

圖中：1輻射單元，2鏍釘移相器，3矩形波導(dǎo)，4陣列口，5吸波材料，6波束口，7單刀雙擲開關(guān)，8合成器，9端口，初級波束口10，11左波束，12右波束，13合成波束。

具體實施方式

參閱圖1。天線由透鏡部分與旁瓣對消電路組成。透鏡部分包括，多個輻射單元1、鏍釘移相器2、矩形波導(dǎo)3、陣列口4、吸波材料5、n+1個波束口6?、n-1個單刀雙擲開關(guān)7與n個合成器8。輻射單元1與對應(yīng)的陣列口4之間的矩形波導(dǎo)3內(nèi)設(shè)置有鏍釘移相器2，用于縮小天線尺寸。鏍釘移相器2由一組金屬材料制成的圓柱構(gòu)成，它連接在各矩形波導(dǎo)3中。吸波材料5位于透鏡中部左右兩個旁壁處，吸收除從波束口6到陣列口4之間的直射波外的其它電磁波。每個波束口6后接一單刀雙擲開關(guān)7，通過相鄰兩個單刀雙擲開關(guān)7的選擇將兩相鄰波束口6的信號送入與之對應(yīng)的同一個合成器8中，做信號同相迭加處理合成波束，同相合成得到最后的信號輸出到端口9，形成低副瓣的接收特性。且波束間隔小于半功率波束寬度。