[發明專利]一種平面裂縫陣列天線及其口面幅相控制方法

有效

• 申請號: 201510031120.2
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104600427B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 唐傳機;周旭;于嘉嵬;曾昌旭;卓洪麗
• 申請（專利權）人: 成都錦江電子系統工程有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q21/00;H01Q21/28;H01Q13/22;H01Q3/30
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種平面裂縫陣列天線及其口面幅相控制方法。

背景技術

連續波低空探測雷達是低空、超低空探測的重要手段，高收發隔離度天線設計技術可有效地解決在連續波體制下，減小發射泄漏對接收靈敏度和動態的影響，保障連續波雷達探測距離，因而是連續波體制雷達實現遠程探測的關鍵。

與本發明相似的是俄羅斯76N6雷達，它采用的是拋物面反射面天線，它的技術缺陷是重量重，體積大，天線口徑幅相分布不易控制，不能靈活地對波瓣賦形，因而雷達的空域覆蓋范圍受到一定限制，由于反射面天線是饋源集中發射和接收，在近場收發天線要達到-100dB的隔離是非常困難的

如果不能有效地解決收發天線的隔離問題，在發射的大功率信號作用下，接收機就無法正常接收信號，也就無法繼續對目標進行跟蹤。收發隔離不好，輕則降低接收機的實際靈敏度，減小作用距離，重則導致接收機飽和，無法跟蹤目標。

由于波導裂縫陣列天線擁有結構緊湊，重量輕，體積小，天線口徑面利用率高和口徑分布容易控制等優勢，可根據雷達的空域覆蓋要求對波瓣靈活賦形，采用賦形的平面陣列天線，陣元的邊緣幅度較低，即可實現天線低副瓣，又有益于收發天線的隔離度的提高，因而波導裂縫天線面陣天線成為首選。

而對于連續波雷達收發天線來說，它的口面相位控制方法至關重要，需要在滿足天線賦形要求的同時又提高了收發天線間的隔離度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種既滿足天線賦形要求又提高收發天線間的隔離度的連續波雷達的平面裂縫陣列天線天線及其口面相位控制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種平面裂縫陣列天線，它包括多行平行排列的波導窄邊開縫的波導裂縫線源、多個與波導裂縫線源配合的配相電纜和一個功分饋電網絡，每個波導裂縫線源有多個縫隙，所述的波導裂縫線源通過配相電纜與功分饋電網絡鏈接，功分饋電網絡通過外部饋線系統與外部發射機和接收機連接，所述的波導裂縫線源、配相電纜和功分饋電網絡安裝在一體化器材中即面陣天線的背面。

所述的功分饋電網絡包括一個三分貝電橋、一個左端口網絡和一個右端口網絡，所述的左端口網絡與右端口網絡結構對稱，所述的電橋將功率分配給左端口網絡和右端口網絡，所 述的左端口網絡包括兩個耦合器、四個功分組件和一個功分器，所述的功分組件由多個功分器組成，第一耦合器的輸入端與電橋連接，第一耦合器的主干端與功分器連接，第一功分器的兩個功分端口分別與第一功分組件和第二功分組件連接，第一耦合器的耦合端與第二耦合器連接，第二耦合器的主干端與第三功分組件連接，第二耦合器的耦合端與第四功分組件連接。

所述的第四功分組件、第二功分組件和第三功分組件結構相同，包括十一個功分器，所述的十一個功分器由一個第一階功分器、一個第二階功分器、三個第三階功分器和六個第四階功分器組成，所述的第一階功分器的功分端口分別與第二階功分器和其中一個第三階功分器連接，所述的第二階功分器的兩個功分端口與另外兩個第三階功分器連接，所述的三個第三階功分器的六個功分端口分別與六個第四階功分器連接，所述的六個第四階功分器的十二個功分端口用于輸入或者輸出。

所述的第一功分組件包括七個功分器，所述的七個功分器由一個第一級功分器、兩個第二級功分器和四個第三級功分器組成，所述的第一級功分器的功分端口分別與兩個第二級功分器連接，所述的兩個第二級功分器的四個功分端口分別與四個第三級功分器連接，所述的四個第三級功分器的八個功分端口用于輸入或者輸出。

所述的波導裂縫線源的材料為鋁。

一種平面裂縫陣列天線的口面幅相控制方法，它包括以下步驟：

S1：設計一種實現天線低副瓣、高隔離度的平面裂縫陣列天線；

S2：計算天線的垂直波瓣，其中天線的垂直口徑幅度分布采用泰勒加權，天線的相位用相位加權，公式如下：

式中，f(θ)為單元波瓣方向圖，k的大小為為相位加權值，In為第n個單元的激勵電流，n為單元編號，d為單元間距，θ為面陣法線方向與目標方向的夾角；

S3：將計算得到的垂直波瓣與要求的賦形波瓣進行對比；

S4：根據對比結果，修改相位加權值逐步逼近達到要求的賦形波瓣，使得天線波瓣高空區域成賦形波束，低空區域成銳形波束，在上下排列的接收天線和發射天線的相鄰處輻射方向不會重疊。

步驟S4中所述的修改相位加權值是通過調整配相電纜的長度來實現。