[發(fā)明專利]一種毫米波圓極化平板裂縫陣天線

無效

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• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102891376A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李麒;余翔;星熠
• 申請（專利權(quán)）人: 四川九洲空管科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q13/02;H01Q13/04;H01Q13/20;H01Q15/24
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平板裂縫天線領(lǐng)域，特別是涉及一種毫米波圓極化平板裂縫陣天線。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場態(tài)勢的錯綜復(fù)雜化，戰(zhàn)場環(huán)境較之以前更加惡劣，在這種形式下，要求通信系統(tǒng)能夠全天候工作在沙、塵、霧等各種復(fù)雜環(huán)境和戰(zhàn)場態(tài)勢中。這就要求射頻前端中的天線既要工作在毫米波頻段，又要具有圓極化性、高增益特性和完美的和差波束覆蓋性，可見，毫米波圓極化天線具有廣泛的應(yīng)用價值，前景廣闊。

微帶天線近年來發(fā)展態(tài)勢迅猛，形式多種多樣，在實(shí)現(xiàn)圓極化的方法上有其獨(dú)特的優(yōu)勢。但是在毫米波頻段，其缺點(diǎn)也比較明顯，表面波效應(yīng)強(qiáng)、功率容量小，增益偏低。波導(dǎo)裂縫天線可避開這些缺點(diǎn)，業(yè)內(nèi)均采用波導(dǎo)寬邊縫陣天線加裝圓極化罩，由于天線工作在毫米波頻段，極化罩生產(chǎn)一致性差，饋電網(wǎng)絡(luò)中的串饋設(shè)計及波導(dǎo)內(nèi)單元間的互擾現(xiàn)象導(dǎo)致指標(biāo)隨尺寸變化敏感，差波束對和波束的覆蓋率一般只做到95％。盡管通過調(diào)校工藝參數(shù)可滿足設(shè)計指標(biāo)要求，但合格率不高，后期調(diào)試工作量大，導(dǎo)致天線批量生產(chǎn)性差。這種常規(guī)設(shè)計的天線長時間使用，極化罩有可能受環(huán)境的影響，導(dǎo)致天線性能下降。由于極化罩和天線是獨(dú)立零件組裝而成，如要達(dá)到抗沖擊振動的要求，電裝工藝流程須嚴(yán)格控制，并對天線罩和線極化天線進(jìn)行整體灌封。上述做法，如要提高成品率，需用較為高昂的代價去控制極化罩的生產(chǎn)工藝流程和天線的電裝工藝流程。

常規(guī)毫米波波導(dǎo)寬邊縫陣天線，為了簡化饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，通常都是串饋、并饋混合使用，由于串饋因素存在，直接導(dǎo)致加工精度變高，頻帶內(nèi)指標(biāo)容易惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在解決上述現(xiàn)有問題上，提供一種毫米波圓極化平板裂縫天線，一改業(yè)內(nèi)波導(dǎo)寬邊縫陣天線加圓極化罩的方案，采用無極化罩平板裂縫陣天線的方案，通過優(yōu)化饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及調(diào)校子陣個數(shù)可使加工難度大大降低，生產(chǎn)的一致性大幅度提高，無調(diào)試工作量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種毫米波圓極化平板裂縫陣天線，包括自上而下疊合在一起的天線輻射層、天線耦合層、天線饋電層和天線接收層；

所述天線輻射層，包括多個天線單元，所述每個天線單元由喇叭單元、輻射縫隙、輻射匹配塊組成，一個喇叭單元為一個喇叭子陣；

所述天線饋電層，包括饋電縫隙、饋電波導(dǎo)和饋電匹配塊，共同形成饋電網(wǎng)絡(luò)；

所述天線輻射層的天線單元采用無極化罩設(shè)計，選用喇叭子陣實(shí)現(xiàn)圓極化輻射。

上述技術(shù)方案中，所述喇叭單元選用雙模角錐喇叭。

上述技術(shù)方案中，所述喇叭單元依靠45度斜縫饋電，在喇叭內(nèi)激勵兩種空間電場相互正交、幅度相等的不同模式的電磁波，這兩種電磁波在喇叭中的相速度是不同的，兩種模式的電磁波在喇叭口徑面上形成90度相位差，并在自由空間疊加形成圓極化電磁波。

上述技術(shù)方案中，所述天線饋電層的饋電網(wǎng)絡(luò)采用全并饋設(shè)計，饋電網(wǎng)絡(luò)對每一個天線單元分別進(jìn)行饋電時，饋電網(wǎng)絡(luò)以樹狀分支形式饋給每兩個天線單元，兩天線單元內(nèi)部以輻射波導(dǎo)匹配塊進(jìn)行并行功分。

上述技術(shù)方案中，所述并行功分時采用一節(jié)長度為11mm的輻射波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)無空間分支的功率分配。。

以現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用無極化罩設(shè)計，具有圓極化性、高增益特性和完美的差波束覆蓋性，差波束對和波束的覆蓋率達(dá)100％；

采用全并饋設(shè)計徹底避免了傳統(tǒng)裂縫陣天線中的串聯(lián)饋電，使其指標(biāo)相對于結(jié)構(gòu)尺寸的變化不再敏感，一定程度上拓展了帶寬，其饋電網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用到其他更寬頻帶的場合；

與現(xiàn)有技術(shù)相比，降低了電裝工藝難度，生產(chǎn)的一致性大幅度提高，無后期調(diào)試工作量，天線環(huán)境適應(yīng)性增強(qiáng)，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

本發(fā)明將通過實(shí)施例并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明的頂視結(jié)構(gòu)分解圖；

圖2是本發(fā)明的底視結(jié)構(gòu)分解圖；

圖3為本發(fā)明的輻射層示意圖；

圖4為本發(fā)明的耦合層示意圖；

圖5為本發(fā)明的饋電層示意圖；

圖6為本發(fā)明的接口層示意圖；

1是輻射層???2是耦合層??3是饋電層???4是接口層???5是喇叭子陣???

6是輻射波導(dǎo)??7是耦合波導(dǎo)??8是饋電波導(dǎo)??10是輻射縫隙?

??11是耦合縫隙??13是接口縫隙??15是接口波導(dǎo)??17是輻射匹配塊???

18是耦合匹配塊????19是饋電匹配塊???。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。