[發明專利]一種寬水平角窄俯仰角單狹縫天線及其制作方法

在審

• 申請號: 201811560725.0
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109687104A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 周健;黃冰;孫蕓;佟瑞;錢蓉;孫曉瑋
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;中國科學院大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q17/00;H01Q13/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發明提供了一種寬水平角窄俯仰角單狹縫天線，其包括一金屬空腔和填充于金屬空腔的腔體內的介質層，所述金屬空腔具有沿其長度方向延伸的第一壁，在第一壁上開設有多個等間距排布的狹縫，且該金屬空腔的一端設有饋電點，另一端的腔體內填充有吸波材料。本發明還提供了該天線的制作方法。本發明的天線通過采用單排縫隙結構，一方面使得制作出的天線的波束具有寬水平角窄俯仰角的特點，進而實現俯仰角控制；此外，饋電點和吸波材料的設置，實現了能量通過狹縫面向外高效輻射，滿足對交匯飛行目標的大范圍探測。

技術領域

本發明屬電子技術領域，具體涉及一種寬水平角窄俯仰角單狹縫天線及其制作方法。

背景技術

毫米波傳感器可對速度和距離進行探測，成為未來發展的趨勢，對天線的波束、增益和體積都提出了特殊的要求，迫切要求有體積小、增益高、波束可控的天線結構與之匹配，優化設計天線與射頻和中頻電路集成將有利于進一步提高探測器微系統的探測能力和降低其重量和體積，以適應實際空空目標近距離探測需要。

毫米波與光波相比，由于其大氣窗口傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小，在通信、雷達、制導、遙感技術、射電天文學和波譜學方面都有重大的意義。利用大氣窗口的毫米波頻率可實現大容量的衛星-地面通信或窄束和低旁瓣性能，可實現低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達。在遠程導彈或航天器重返大氣層時，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現通信和制導。毫米波探測器也可應用于引信探測。

現有的毫米波天線分為微帶天線和狹縫。其中，微帶天線可以實現基于PCB板的能量輻射，優點是容易設計集成，缺點是波束可控性較差，多為球形波束。狹縫天線優點是波束可控性好，然而常規的狹縫天線為雙縫隙天線，存在水平角較窄的缺點，影響目標探測。

單縫隙天線的波束具有寬水平角窄俯仰角的特點，然而由于常規探測天線增益較低，通常小于10dB，因此通常工作頻段較低，小于24GHz，因此現有的單縫隙天線無法用于毫米波波段以實現毫米波天線的寬水平角的目標探測。

發明內容

本發明的目的是提供一種寬水平角窄俯仰角單狹縫天線及其制作方法,以解決現有的縫隙天線的水平角較小的問題，同時獲得較強的增益和方向性。

為了實現上述目的，本發明提供了一種寬水平角窄俯仰角單狹縫天線，其包括一金屬空腔和填充于金屬空腔的腔體內的介質層，所述金屬空腔具有沿其長度方向延伸的第一壁，在第一壁上開設有多個等間距排布的狹縫，且該金屬空腔的一端設有饋電點，另一端的腔體內填充有吸波材料。

所述金屬空腔具有與第一壁彼此相對的第二壁，所述饋電點設置在金屬空腔1的第二壁上。

所述饋電點包括貼設在第二壁的外表面的玻璃絕緣子和貫穿第二壁并插入介質層的饋電針，所述玻璃絕緣子與所述饋電針焊接。

所述金屬空腔為長方體形狀，該長方體的長度L為60-80mm，寬度W為5-6mm，高度H為3-5mm。

相鄰兩個所述狹縫的中心之間的間距為5-7mm，且所述狹縫的中心和天線的中心軸線的間距為0-0.5mm。

所述狹縫由長度為l、寬度為2×r的矩形以及位于該矩形兩側的半徑為r的半圓形構成，矩形的長度l的范圍在2-2.2mm之間，半圓形的半徑r的范圍在0.3-0.4mm之間。

所述金屬空腔遠離所述饋電點的一端開口，在該開口處設有固定在金屬空腔上的蓋板。

所述金屬空腔的材質為Cu，其上電鍍有Ag，所述介質層的介質的介電常數為2.1-2.5，所述吸波材料的垂直入射最大反射率優于-15dB。

另一方面，本發明提供了一種寬水平角窄俯仰角單狹縫天線的制作方法，包括：

S1：加工出形狀為長方體且一端開口的金屬空腔，該金屬空腔具有沿其長度方向延伸且彼此相對的第一壁和第二壁；