[發明專利]一種圓極化波導縫隙天線及其設計方法

有效

• 申請號: 201610052970.5
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105633587B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張洪濤;汪偉;金謀平;鄒永慶;孫立春;鄭治
• 申請（專利權）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
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了一種圓極化波導縫隙天線及其設計方法。圓極化波導縫隙天線包括為中空金屬波導管的金屬波導管，在沿金屬波導管延伸方向的同一側面上設有平行的兩排靠背波導壁，同排上的靠背波導壁間隔設置。每個靠背波導壁上開設有一對橫向直縫隙，每對橫向直縫隙切割入靠背波導壁兩側的波導壁。在同排的靠背波導壁上，相鄰兩個靠背波導壁之間開設有一個縱向直縫隙，兩排縱向直縫隙偏離金屬波導管的中心線。同排上、或兩排之間的縱向直縫隙與成對的橫向直縫隙均間隔設置。兩排縱向直縫隙的中心和相應一對的橫向直縫隙的中心處于金屬波導管呈“L”的形同一橫截面內。本發明還供開圓極化波導縫隙天線的設計方法。

技術領域

本發明涉及一種天線及其設計方法，尤其涉及一種圓極化波導縫隙天線及其設計方法。

背景技術

近些年來，隨著衛星通訊的廣泛應用，接收衛星廣播通訊的天線系統得到了快速的發展，諸如用于直播衛星(DBS)通訊系統，需要低輪廓、高效率的天線系統，以提高系統的G/T值(G為天線系統的增益；T為天線系統的噪聲溫度)，來增加天線與衛星通訊的數據率；并且，天線的有效孔徑受天線掃描體積的限制，對于給定的掃描體積，低輪廓天線可以得到最大的系統增益，從而提高整個系統的G/T值。

波導縫隙天線陣由于其高效、易于幅相控制、加工簡單等因素得以大量應用，特別是雷達系統。波導縫隙天線陣有行波陣和駐波陣(諧振陣)兩種，波導行波陣帶寬較寬、有頻掃特性，但其效率較低，適合做大型平面陣列；駐波陣效率高、帶寬較窄，適合做小型平面陣列。

對于接收衛星直播通訊的天線系統來說，一般安裝在飛機上或汽車頂部，因此這些天線系統都具有很好的機動性，從而對于這些天線的要求也就比較高，比如：小型化、低輪廓、低損耗、高增益等。為了減少天線系統的高度，天線一般設計為平面陣列天線，因此波導縫隙天線陣得到了很好的應用。

商業衛星通訊系統中，衛星接收和發射的信號都是圓極化波，這樣無論雷達和衛星成什么夾角，都不會引起交叉極化分量。也就是說衛星接收和發射圓極化波，不會引起極化的失配從而引起數據傳輸的效率的降低。

美國現有矩形波導寬邊中心開“X”縫隙的漏波天線和低損耗低輪廓雙極化波導月牙縫隙天線陣，但這兩種圓極化天線都是波導行波天線，存在工作寬帶內波束指向色散、效率低等問題。

現有的脊波導寬邊橫向直縫隙天線(張洪濤，汪偉，齊美清，專利號201110356616.9)、脊波導傾斜縫隙對天線(汪偉，張洪濤，齊美清等，專利號：200910184962.6)、寬帶雙L形波導窄邊縫隙天線陣(汪偉，金劍等，專利號：200720042499.8)和一種寬帶單脊波導寬邊縱縫駐波天線(金劍，汪偉等，專利號：200620169079.1)中，各天線均為脊波導單線極化天線。

現有技術中還有一種圓極化波導駐波天線(張洪濤，汪偉，專利號：200910185457.3)，其包含了饋電波導和開口波導兩層結構，結構上較為復雜，天線厚度較厚，并且圓極化帶寬較窄。

現有技術中還有一種圓極化天線(汪偉，齊美清，張洪濤等，專利號：201310454644.3)，其采用單脊波導中開設兩種輻射縫隙：傾斜縫隙對和縱向直縫隙，從而形成圓極化天線，但是這種圓極化天線由于受現實加工工藝的限制，該種圓極化天線在毫米波段很難加工實現。現有技術中的天線結構較為復雜、且工作效率較低，無法滿足日益發展的軍事化要求。

發明內容

本發明旨在提供一種具有良好的寬頻帶特征，結構簡單，便于單獨組成大型平面陣的圓極化波導縫隙天線及其設計方法，用以解決現有技術中天線結構較為復雜、且工作效率較低，無法滿足日益發展的通信和雷達系統需求的問題。