[發(fā)明專利]環(huán)狀圓盤上的雙極化波導(dǎo)縫隙陣列天線及組合天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110172014.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN112909513B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宗新;曹振新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京步微通信設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q15/24;H01Q21/00;H01Q21/29
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

本發(fā)明公開了一種環(huán)狀圓盤上的雙極化波導(dǎo)縫隙陣列天線及組合天線，天線包括雙極化輻射波導(dǎo)縫隙陣列面板、輻射波導(dǎo)腔體陣列、單層水平極化饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)腔體、單層垂直極化饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)腔體、水平極化波束形成網(wǎng)絡(luò)腔體及垂直極化波束形成網(wǎng)絡(luò)腔體；單層水平極化饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)腔體與水平極化波束形成網(wǎng)絡(luò)腔體連通；單層垂直極化饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)腔體與垂直極化波束形成網(wǎng)絡(luò)腔體連通；環(huán)狀天線的雙極化輻射波導(dǎo)縫隙陣列面板、輻射波導(dǎo)腔體陣列、單層水平極化饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)腔體和單層垂直極化饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)腔體均劃分成位于4個(gè)象限內(nèi)的4個(gè)區(qū)域，4個(gè)區(qū)域關(guān)于X軸和Y軸對(duì)稱。本發(fā)明天線，不僅可以提高和波束的增益，更可以降低和波束副瓣，保持差波束的低副瓣特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制作在環(huán)狀金屬圓盤上的大型雙極化波導(dǎo)縫隙陣列天線組件，可用于單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

波導(dǎo)縫隙陣列天線還具有體積小、重量輕、饋電損耗低、輻射效率高、功率容量大和可靠性高等眾多優(yōu)點(diǎn)，自第二次大戰(zhàn)以后獲得了飛速發(fā)展，在地面、氣象、機(jī)載、艦載、彈載等領(lǐng)域均有較好的應(yīng)用，尤其是在需要窄波束或賦性波束的微波通信和雷達(dá)系統(tǒng)中，波導(dǎo)縫隙陣列天線幾乎成了唯一的選擇。另外，波導(dǎo)縫隙陣列天線的饋電系統(tǒng)和輻射系統(tǒng)一體化，成板狀結(jié)構(gòu)，天線輪廓側(cè)面較小，僅為相應(yīng)反射面天線的幾分之一，所以能方便轉(zhuǎn)動(dòng)并且可以與飛行器載體共形，再加上其重量輕的特點(diǎn)，使得它在機(jī)載雷達(dá)上成為優(yōu)選形式。

矩形波導(dǎo)壁上的縫隙(見圖1)的輻射性能與矩形波導(dǎo)壁上TE10模的電流模式(見圖2)密切相關(guān)。當(dāng)縫隙截?cái)嚯娏鲿r(shí)，縫隙具有較強(qiáng)的輻射，反之，輻射較弱。通過對(duì)照?qǐng)D1中縫隙和圖2中的電流模式可以判斷各種縫隙的輻射特性。圖1中位于波導(dǎo)寬邊的縫隙91和位于波導(dǎo)窄邊的縫隙92，這兩種縫隙的長(zhǎng)度方向與電流流向一直，對(duì)電流的截?cái)嘧饔糜邢蓿匀绻诳p隙的寬度較小(通常是這樣)的情況下，基本沒有輻射。縫隙93和縫隙94，這兩種縫隙分別位于寬邊和窄邊，并且兩種都有效截?cái)嗖▽?dǎo)壁上的電流，所以輻射很強(qiáng)，但是由于這種縫隙通常可以調(diào)節(jié)的參數(shù)只有長(zhǎng)度和寬度，所以對(duì)阻抗匹配調(diào)整的自由度低，難度較大。位于寬邊的縫隙95，這種縫隙也可以有效截?cái)嗖▽?dǎo)壁上電流，截?cái)嘈ЧS著縫隙偏離波導(dǎo)寬邊縱向中心線的距離而發(fā)生變化，所以這種縫隙可以通過調(diào)整縫隙長(zhǎng)度、縫隙寬度及縱向中心線偏移量來獲得好的阻抗匹配效果。位于波導(dǎo)窄邊的縫隙96和位于波導(dǎo)寬邊的縫隙97，這種縫隙也能有效截?cái)嚯娏鳎⑶铱梢酝ㄟ^旋轉(zhuǎn)角度θ來調(diào)整截?cái)嘈?yīng)，所以這種縫隙可以通過調(diào)整縫隙長(zhǎng)度、縫隙寬度和旋轉(zhuǎn)角度兩個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。根據(jù)上面的分析，縫隙類型95和96在阻抗匹配調(diào)整方面具有優(yōu)勢(shì)，是獲得最多應(yīng)用的輻射縫隙類型。圖3是單根波導(dǎo)寬邊縱向縫隙陣，相鄰縫隙間距等于波導(dǎo)的半個(gè)導(dǎo)波波長(zhǎng)0.5λ_g，且分布于波導(dǎo)縱向中心線的兩側(cè)，用于保證每個(gè)縫隙的電磁波相位相同。圖4是單根波導(dǎo)窄邊傾斜縫隙陣，相鄰縫隙間距也等于波導(dǎo)的半個(gè)導(dǎo)波波長(zhǎng)0.5λ_g，并且旋轉(zhuǎn)方向正好相反，用于保證每個(gè)縫隙的電磁波相位相同。圖3和圖4的兩種縫隙陣是應(yīng)用最多的兩種波導(dǎo)縫隙陣列形式，在圖中水平放置的情況下，分別用于實(shí)現(xiàn)垂直極化和水平極化，反之如果垂直放置則可以分別實(shí)現(xiàn)水平極化和垂直極化。