[發明專利]基于基片集成波導的縫隙陣列天線及其功分網絡

有效

• 申請號: 201810853570.3
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108987946B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 葉修竹;姜昊;沈榮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/50;H01P5/12
• 代理公司: 上海巔石知識產權代理事務所(普通合伙) 31309
• 代理人: 王再朝;張明

1.一種基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，包括：

基片集成波導陣面，包括依序布設的多個基片集成波導和布設于所述基片集成波導上的縫隙陣列；在所述基片集成波導陣面中，在第一方向上，所述多個基片集成波導等間距布設，在第二方向上，所述多個基片集成波導的兩端朝向中心軸逐漸變長；在每一個基片集成波導上，等間距布設有多個縫隙以形成一排縫隙陣列；

功分網絡單元，位于所述基片集成波導陣面后方；所述功分網絡單元中功分網絡的輸出端與各個所述基片集成波導相接實現對所述基片集成波導的饋電；所述功分網絡為包括初級饋電網絡和次級饋電網絡的雙層結構，其中，所述初級饋電網絡與所述次級饋電網絡通過一直立波導連接，所述初級饋電網絡的饋電輸出端口對應于所述基片集成波導陣面上確定的饋電端口；以及

和差網絡單元，位于所述功分網絡單元后方；所述和差網絡單元包括工作于W波段的和差網絡，所述和差網絡與功分網絡相接。

2.根據權利要求1所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述基片集成波導陣面為圓形陣面；在所述基片集成波導陣面中，所述多個基片集成波導相對于中心軸呈對稱設置；每一個基片集成波導上的多個縫隙相對于中心軸的垂軸呈對稱設置。

3.根據權利要求2所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述基片集成波導陣面的直徑為100毫米，在所述基片集成波導陣面中，俯仰向等間距地放置32個基片集成波導，鄰近中心軸的基片集成波導布設有36個縫隙。

4.根據權利要求2所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述基片集成波導的寬度為2毫米，厚度為0.508毫米，相鄰兩個基片集成波導的中心間距為3毫米，其中，相鄰兩個基片集成波導之間通過1毫米寬的金屬條隔開。

5.根據權利要求2所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述縫隙為矩形縫隙，同一個基片集成波導中相鄰兩個縫隙的間距為λ_g，λ_g為基片集成波導的波導波長。

6.根據權利要求5所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，同一個基片集成波導中與所述功分網絡單元中功分網絡相連的饋電端口的同一側的各個縫隙的偏置方向相同，同一個基片集成波導中與所述功分網絡單元中功分網絡相連的饋電端口的相對兩側的縫隙的偏置方向相反。

7.根據權利要求2所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，基于縫隙的等效電導與縫隙的長度、寬度以及偏置相關，通過數值仿真提取縫隙中包括長度、寬度以及偏置的各項幾何參數，進而擬合得到縫隙的幾何參數。

8.根據權利要求2所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述功分網絡單元包括四個功分網絡，分別對應于所述基片集成波導陣面的四個子陣，且，每一個功分網絡通過波導H-T功分器級聯而成。

9.根據權利要求8所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述初級饋電網絡中波導H-T功分器的走向與所述次級饋電網絡中波導H-T功分器的走向相反。

10.根據權利要求8所述的基于基片集成波導的縫隙陣列天線，其特征在于，所述和差網絡包括通過彎波導連接的四個和差比較器，所述和差網絡包括和端口、俯仰差端口、方位差端口、負載端口、以及四個輸出端口，所述四個輸出端口分別與所述四個功分網絡相接。

11.一種應用于基于基片集成波導的縫隙陣列天線的功分網絡，在所述基于基片集成波導的縫隙陣列天線中，設有基片集成波導陣面，所述基片集成波導陣面包括依序布設的多個基片集成波導和布設于所述基片集成波導上的縫隙陣列，其特征在于，所述功分網絡包括分層的初級饋電網絡和次級饋電網絡，所述初級饋電網絡與所述次級饋電網絡通過一直立波導連接，所述初級饋電網絡的饋電輸出端口對應于所述基片集成波導陣面上確定的饋電端口。