[發(fā)明專利]一種高增益波導裂縫天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711016630.8
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107946773B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊世山;劉倩;吳文
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q13/22
• 分類號: H01Q13/22;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q1/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰

本發(fā)明公開一種高增益波導裂縫天線，包括波導裂縫輻射陣(1)、T型耦合波導裝置(2)和微帶線?SIW?波導的饋電網(wǎng)絡(luò)(3)；所述微帶線?SIW?波導的饋電網(wǎng)絡(luò)(3)通過T型耦合波導裝置(2)對波導裂縫輻射陣(1)垂直饋電。本發(fā)明的高增益波導裂縫天線，結(jié)構(gòu)簡單、一體化設(shè)計，帶寬較寬，增益較高，在相同加工精度下低副瓣，E面、H面方向圖基本一致，波束穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種結(jié)構(gòu)簡單、一體化設(shè)計，帶寬較寬，增益較高，在相同加工精度下低副瓣，E面、H面方向圖基本一致，波束穩(wěn)定的高增益波導裂縫天線。

背景技術(shù)

隨著無線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，天線，作為發(fā)射或接受電磁波的部分，獲得了越來越舉足輕重的地位，同時時代對天線的要求也越來越高。波導裂縫天線由于其低剖面、低損耗、功率容量大等特點，得到了廣泛的研究與發(fā)展。

1948年，A.F.Stevenson利用波導的等效傳輸線理論及波導格林函數(shù)，取縫隙長度為λ/2(λ為工作波長)，導出了各種形式縫隙的歸一化電阻(電導)的計算式。隨后A.A.Oline利用變分公式，考慮了波導壁厚的影響，計算了縫隙的阻抗(導納)特性；Hung Yuet Yee發(fā)展了A.A.Oline的方法，解決了縱向縫隙偏置對縫隙諧振長度的影響，得到了縫隙歸一化導納的精確結(jié)果。R.S.Elliott在忽略波導內(nèi)縫隙間互耦和波導壁厚影響的情況下采用等效磁流片的方法導出考慮輻射裂縫間外互耦以及高次模影響的解析表達式，并將輻射裂縫的設(shè)計理論歸結(jié)為三個方程，使得裂縫天線的理論研究和工程設(shè)計達到了較為成熟的階段，他建立的理論為當今波導裂縫陣列天線設(shè)計方法的主流。隨著對雷達抗干擾要求的提高、脈沖多普勒可視雷達的發(fā)展以及氣象雷達的應用，要求天線在E面、H面波束一致并且天線應具有低副瓣或極低副瓣的性能，因此波導裂縫天線在在無線通信、雷達系統(tǒng)和高速飛行器載天線等民用和軍事等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

中國發(fā)明專利申請“一種寬頻帶低剖面平板縫隙陣列天線”(申請?zhí)枺?01310303354.9，申請日：2013.07.18)公開了一種寬頻帶低剖面平板縫隙陣列天線，包括寬頻帶低剖面平板縫隙天線單元和波導饋電網(wǎng)絡(luò)，其中寬頻帶低剖面平板縫隙天線單元包括輻射方腔、輻射縫、激勵波導腔、激勵縫和饋電波導，其中波導饋電網(wǎng)絡(luò)由多個等功分和不等功分波導H-T功分器組成，其與饋電波導相接，且與其分布在同一層信號；經(jīng)波導饋電網(wǎng)絡(luò)進入饋電波導，再通過激勵縫將其送入激勵波導腔中，輻射縫從激勵波導腔禍合出信號再經(jīng)過輻射方腔輻射到自由空間。

雖然該天線具有較寬的頻帶和較高的效率等優(yōu)點，但是該天線存在以下問題：

1、該天線結(jié)構(gòu)復雜，體積大，精度低，需要投入成本較高；2、該天線受輻射方腔高度限制，其增益較低，副瓣不理想，波束控制穩(wěn)定性差，導致天線性能變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高增益波導裂縫天線，結(jié)構(gòu)簡單、一體化設(shè)計，帶寬較寬，增益較高，在相同加工精度下低副瓣，E面、H面方向圖基本一致，波束穩(wěn)定。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種高增益波導裂縫天線，包括波導裂縫輻射陣1、T型耦合波導裝置2和微帶線-SIW-波導的饋電網(wǎng)絡(luò)3；所述微帶線-SIW-波導的饋電網(wǎng)絡(luò)3通過T型耦合波導裝置2對波導裂縫輻射陣1垂直饋電。

優(yōu)選地，所述波導裂縫輻射陣1包括120個輻射裂縫11、2個附加輻射裂縫12和12條輻射空氣波導13；所述12條輻射空氣波導13寬度方向等間距分布，其長度由波導裂縫輻射陣1的兩端向中心軸逐漸變長，呈沿中心軸軸對稱的6對輻射空氣波導13；在所述每條輻射空氣波導13的上方，等間距開有多個矩形輻射裂縫11；所述每條輻射空氣波導13上方的多個矩形輻射裂縫11相對于中心軸的垂線呈對稱布置；中心軸每一側(cè)的6條輻射空氣波導13上方開設(shè)的矩形輻射裂縫11的個數(shù)依次為14、12、12、10、8和4個；所述2個附加輻射裂縫12開在波導裂縫輻射陣1的兩端處。