[實用新型]脊波導(dǎo)寬邊橫向直縫隙天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120444987.8
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN202308321U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洪濤;汪偉;齊美清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H01Q13/22
• 分類號: H01Q13/22;H01Q21/00;H01Q21/24
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種波導(dǎo)縫隙天線，具體是一種寬帶脊波導(dǎo)寬邊橫向直輻射縫隙天線陣。本實用新型既可用于接收、也可用于發(fā)射無線電波。在軍事方面，可用作雷達(dá)系統(tǒng)的終端天線。在民用方面，可作為通信的基站天線、衛(wèi)星地面移動終端天線等。

背景技術(shù)

隨著應(yīng)用與需求的快速發(fā)展，為了充分利用寶貴的頻譜，雙極化天線在軍用和民用領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，因此對每種極化天線的極化純度要求提高。同時，在電子設(shè)備的某些具體應(yīng)用中，還有諸如：體積、重量、損耗和掃描角的特殊要求。

波導(dǎo)縫隙天線陣作為發(fā)射和接收電磁信號的天線，由于其效率高、結(jié)構(gòu)強度高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于雷動和通訊領(lǐng)域。

波導(dǎo)縫隙諧振天線主要包括：矩形波導(dǎo)寬邊縱向偏置長縫隙、傾斜縫隙天線，矩形波導(dǎo)窄邊傾斜縫隙天線（巴拉尼茲，現(xiàn)代天線手冊，A?Jhon?Wiley?&?Sons,?Inc.，出版，2008）。在實際應(yīng)用中，波導(dǎo)寬邊縱向偏置縫隙天線通常作為垂直極化天線，而波導(dǎo)窄邊傾斜縫隙天線作為水平極化天線使用。對于波導(dǎo)寬邊縱向偏置長輻射縫隙天線，由于其輻射縫隙平行一致，可以得到很好的交叉極化抑制性能，采用波導(dǎo)功分器與波導(dǎo)天線一體化設(shè)計可以實現(xiàn)寬帶特性。對于波導(dǎo)窄邊傾斜縫隙天線陣，由于單根線陣上傾斜輻射縫隙電流不但有平行于縫隙方向的電流分量，還有垂直于縫隙方向的電流分量，因此對于單根波導(dǎo)窄邊傾斜輻射縫隙天線陣很難實現(xiàn)低交叉極化。而波導(dǎo)窄邊橫向直輻射縫隙可以實現(xiàn)很好的低交叉極化性能（汪偉、鐘順時，等，極低交叉極化波導(dǎo)窄邊非傾斜縫隙天線，微波與光快報，2005，44（1）:91-93），但是由于采用矩形波導(dǎo)，要實現(xiàn)寬帶特性，采用矩形波導(dǎo)功分器與輻射天線一體化設(shè)計，這樣天線厚度很大，相當(dāng)于兩個波導(dǎo)寬邊的尺寸，在某些具體的應(yīng)用當(dāng)中厚度顯得太大；若采用非對稱的脊波導(dǎo)，則加工難度較大，增加天線的成本。互補型脊波導(dǎo)寬帶窄邊縫隙天線可以實現(xiàn)極高的極化純度和低剖面（汪偉、金劍，等，寬帶雙極化波導(dǎo)縫隙天線陣，國際電氣和電子工程師天線與傳播協(xié)會國際會議，2006，7月：2237-2240），但是由于采用互補型脊波導(dǎo)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工難度大，成本較高。脊波導(dǎo)傾斜縫隙對天線可以實現(xiàn)極高的極化純度、加工工藝好（汪偉，張洪濤，等，脊波導(dǎo)傾斜縫隙對天線，發(fā)明專利，專利申請?zhí)枺?00910184962.6），但是由于金屬波導(dǎo)管中央是一條狹長的縫隙，因此加工傾斜縫隙時，加工精度差，并且這條狹長的縫隙上也有電流輻射，這對于組成雙極化天線來說，影響垂直極化天線的輻射特性，增加垂直極化天線的設(shè)計難度。

總之，以上介紹的水平極化波導(dǎo)駐波天線陣要么體積大、交叉極化高；要么實現(xiàn)寬帶特性時，體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大、成本高；要么組成雙極化天線陣時，垂直極化天線設(shè)計難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型旨在提供一種具有良好的寬頻帶、低交叉極化特性、特別是天線高度壓縮、結(jié)構(gòu)簡單，組成雙極化天線陣時，降低垂直極化天線的設(shè)計難度的脊波導(dǎo)寬邊橫向直輻射縫隙水平極化天線。

具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案如下：

脊波導(dǎo)寬邊橫向直縫隙天線包括輻射波導(dǎo)管1，輻射波導(dǎo)管1上設(shè)有等間距的兩條以上的輻射縫隙2，所述輻射波導(dǎo)管1為對稱單脊波導(dǎo)管，輻射波導(dǎo)管1的橫截面為“凹”形，中部內(nèi)凹處為金屬的單脊，所述輻射縫隙2位于輻射波導(dǎo)管1的寬邊金屬壁4上，且為橫向直輻射縫隙；所述輻射縫隙2一側(cè)的輻射波導(dǎo)管1的兩側(cè)窄邊金屬壁端部分別設(shè)有矩形的側(cè)壁金屬膜片3.1，且兩側(cè)的側(cè)壁金屬膜片3.1相互對稱，側(cè)壁金屬膜片3.1垂直于輻射波導(dǎo)管1的窄邊金屬壁；所述輻射縫隙2另一側(cè)的輻射波導(dǎo)管1的單脊兩側(cè)分別設(shè)有矩形的單脊金屬膜片3.2，且兩側(cè)的單脊金屬膜片3.2均垂直于單脊；相鄰的兩條輻射縫隙2上的側(cè)壁金屬膜片3.1和單脊金屬膜片3.2呈中心對稱狀。

輻射波導(dǎo)管1一端為天線輸入口、另一端為封閉的短路端，構(gòu)成波導(dǎo)縫隙駐波陣。

所述輻射縫隙2寬度為1～3毫米，與單脊相對應(yīng)處的輻射縫隙2的深度小于單脊的高度，與輻射波導(dǎo)管1兩側(cè)窄邊金屬壁對應(yīng)處的輻射縫隙2的深度小于輻射波導(dǎo)管1的高度。

所述側(cè)壁金屬膜片3.1和單脊金屬膜片3.2均為矩形金屬膜片，且大小相同，其高度小于所述輻射波導(dǎo)管1的單脊的高度，寬度小于0.25所述寬邊金屬壁4的寬度。

所述的相鄰輻射縫隙之間的間距相等，為0.5λ_g0，λ_g0為中心頻率波導(dǎo)波長。

本實用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：