[發(fā)明專利]一種毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911388459.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN111293439B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉山;李業(yè)強(qiáng);李漢林;陶靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州船用電子儀器研究所（中國船舶重工集團(tuán)公司第七二三研究所）
• 主分類號(hào): H01Q13/18
• 分類號(hào): H01Q13/18;H01Q1/50;H01Q21/00;H01P3/12;H01P5/20
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明公開一種毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線，包括依次設(shè)置的輻射波導(dǎo)層、耦合波導(dǎo)層、功分器波導(dǎo)層、蓋板，其中輻射波導(dǎo)層上設(shè)置多個(gè)輻射波導(dǎo)腔體，每個(gè)輻射波導(dǎo)腔體內(nèi)設(shè)置若干輻射縫隙；所述耦合波導(dǎo)層上設(shè)置多個(gè)耦合波導(dǎo)腔體，每個(gè)耦合波導(dǎo)腔體內(nèi)設(shè)置若干耦合縫隙；所述功分器波導(dǎo)層上設(shè)置輸出端口、輸入端口和T型結(jié)功分器；所述蓋板上設(shè)置波導(dǎo)法蘭。本發(fā)明簡化了輻射波導(dǎo)腔體和耦合波導(dǎo)腔體電氣參數(shù)設(shè)計(jì)，提高了天線的抗干擾性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)領(lǐng)域，特別涉及一種毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線。

背景技術(shù)

波導(dǎo)縫隙天線具有低剖面、重量輕、效率高、易組陣、體積小的特點(diǎn)，在雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。但是隨著脈沖多普勒雷達(dá)的發(fā)展，對(duì)雷達(dá)的抗干擾性能也提出更高的要求，需要波導(dǎo)縫隙天線具有低副瓣性能。

現(xiàn)有的毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線，天線每個(gè)部分均為薄壁件，采用真空釬焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)成型。釬焊時(shí)溫度和釬料需要精確控制，釬料溢出導(dǎo)致波導(dǎo)內(nèi)腔形成金屬堆積，釬料不足形成虛焊，天線容易變形，從而影響天線口面的幅度和相位，導(dǎo)致天線副瓣抬升。焊接成型后難以對(duì)波導(dǎo)內(nèi)腔做三防處理，真空釬焊成本高，良品率低。此外，毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線，其電氣設(shè)計(jì)過程也存在問題：

1、由于輻射口面幅度相位控制，輻射縫隙之間存在兩種互耦形式，即輻射波導(dǎo)腔體內(nèi)部空間互耦和外部自由空間的耦合，使得縫隙參數(shù)的設(shè)計(jì)選取與縫隙孤立存在的情況差別較大，每個(gè)輻射縫隙的縫長、偏置均需要優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2、由于耦合波導(dǎo)腔體內(nèi)部的功率分配(子陣內(nèi)部功率分配)，對(duì)于大型波導(dǎo)縫隙陣列，每個(gè)耦合縫隙的縫長、傾角均需要優(yōu)化設(shè)計(jì)。以上兩點(diǎn)導(dǎo)致陣列天線優(yōu)化參數(shù)多，口面的幅度相位難以按要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)間較長。

3、功分器波導(dǎo)腔體功率分配及端口匹配(非標(biāo)波導(dǎo)到標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)裝換)，采用T型結(jié)功分器實(shí)現(xiàn)，非標(biāo)波導(dǎo)到標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)時(shí)采用多節(jié)阻抗變換器實(shí)現(xiàn)匹配，多節(jié)阻抗變換器使天線俯仰方向尺寸較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種毫米波低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線，包括依次設(shè)置的輻射波導(dǎo)層、耦合波導(dǎo)層、功分器波導(dǎo)層、蓋板，其中輻射波導(dǎo)層上設(shè)置多個(gè)輻射波導(dǎo)腔體，每個(gè)輻射波導(dǎo)腔體內(nèi)設(shè)置若干輻射縫隙；所述耦合波導(dǎo)層上設(shè)置多個(gè)耦合波導(dǎo)腔體，每個(gè)耦合波導(dǎo)腔體內(nèi)設(shè)置若干耦合縫隙；所述功分器波導(dǎo)層上設(shè)置輸出端口、輸入端口和T型結(jié)功分器；所述蓋板上設(shè)置波導(dǎo)法蘭。

進(jìn)一步的，所述輻射波導(dǎo)腔體為全高波導(dǎo)。

更進(jìn)一步的，所述輻射波導(dǎo)腔體的設(shè)計(jì)方法為：保持輻射縫隙相對(duì)波導(dǎo)中心的位置不變，調(diào)整輻射縫隙的長度，實(shí)現(xiàn)口面的相位匹配，調(diào)整波導(dǎo)寬邊和單元間距，保證相鄰波導(dǎo)間壁厚大于2mm。

進(jìn)一步的，所述耦合波導(dǎo)腔體為全高波導(dǎo)。

更進(jìn)一步的，所述耦合波導(dǎo)腔體的設(shè)計(jì)方法為：保持耦合縫隙的長度不變，調(diào)整改變耦合縫隙的傾角，控制耦合到輻射波導(dǎo)腔體的能量，實(shí)現(xiàn)要求的幅度分布。

進(jìn)一步的，所述T型結(jié)功分器的設(shè)計(jì)方法為：調(diào)節(jié)各路T型結(jié)功分器膜片尺寸，實(shí)現(xiàn)不同功率的分配對(duì)耦合波導(dǎo)饋電，調(diào)節(jié)各路長度實(shí)現(xiàn)等相分布。

進(jìn)一步的，所述輻射波導(dǎo)層、耦合波導(dǎo)層、功分器波導(dǎo)層、蓋板通過螺釘連接。

進(jìn)一步的，所述輻射波導(dǎo)層上輻射波導(dǎo)腔體的個(gè)數(shù)由方位波束寬度確定，每個(gè)輻射波導(dǎo)腔體的輻射縫隙數(shù)量由俯仰波束寬度確定。

進(jìn)一步的，所述耦合波導(dǎo)層上耦合波導(dǎo)腔體的個(gè)數(shù)由工作帶寬確定。