寬帶單腔波導(dǎo)縫隙諧振天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于波導(dǎo)縫隙天線技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種寬帶單腔波導(dǎo)縫隙諧振天 線。
[0002] 本實(shí)用新型既可用于接收、也可用于發(fā)射無線電波。在軍事方面，可用作雷達(dá)系統(tǒng) 的終端天線。在民用方面，可作為通信的基站天線、衛(wèi)星地面移動終端天線等。
【背景技術(shù)】
[0003] 寬帶天線在軍用和民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。同時，在電子設(shè)備的某些具體應(yīng) 用中，還有諸如：體積、重量、損耗和掃描角的特殊要求。
[0004] 波導(dǎo)縫隙天線陣作為發(fā)射和接收電磁信號的天線，由于其效率高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高等 優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于雷動和通訊領(lǐng)域。
[0005] 對于波導(dǎo)縫隙諧振天線來說，帶寬受到單元數(shù)、截止波長和子陣數(shù)的影響，通常， 諧振單元數(shù)越多則帶寬越窄。（馬增.哈馬達(dá)拉，波導(dǎo)并聯(lián)縫隙天線陣寬帶頻率限制，國際 電氣與電子工程師協(xié)會-天線與傳播學(xué)報，Vol. 37，1989，pp:817-823./M.Hamadallah， Frequencylimitationsonbroad-bandperformanceofshuntslotarrays,IEEE TransAntennaPropagationVol. 37，1989，pp:817_823.;汪偉，齊美清，金謀平， "波導(dǎo)并聯(lián)縫隙諧振陣帶寬研究"，現(xiàn)代電子技術(shù)/增刊，2006.9,pp:178-180.;汪偉，鐘 順時，齊美清，梁仙靈，背靠背脊波導(dǎo)饋電寬帶脊波導(dǎo)縫隙天線陣，微波與光技術(shù)快報， 2005, 45(2) :102-104/WangWei,ZhongShun-Shi,QiMei-QingandLiangXian-Ling, Broadbandridgedwaveguideslotantennaarrayfedbyback_to_backridged waveguide，MirowaveandOpticalTech.Lett.，2005，45 (2): 102-104)。這些研究中， 波導(dǎo)縫隙諧振陣帶寬拓展主要依賴于采用子陣設(shè)計方法，由功分器對各個子陣饋電激勵， 從而達(dá)到降低單元數(shù)目的目的。這種采用子陣設(shè)計技術(shù)，采用波導(dǎo)功分器實(shí)現(xiàn)寬帶的方法， 增加了天線剖面的高度，并且增加了天線的重量。
[0006] 總之，就目前的波導(dǎo)縫隙諧振天線而言，要拓展其工作帶寬，主要依賴于采用子陣 設(shè)計的方法，采用上下層疊的波導(dǎo)功分器對各個子陣饋電。在體積、重量、加工、成本等方面 具有較大的劣勢，這在諸如機(jī)載和星載電子設(shè)備應(yīng)用中尤為突出。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型旨在提供一種具有良好的寬頻帶、低交叉極化特性、特別是天線高度 壓縮、結(jié)構(gòu)簡單的矩形波導(dǎo)寬邊縱向直輻射縫隙天線。
[0008] 具體的技術(shù)解決方案如下：
[0009] 寬帶單腔波導(dǎo)縫隙諧振天線包括橫截面為矩形的金屬波導(dǎo)管，所述金屬波導(dǎo)管的 兩端分別為第一短路端和第二短路端，金屬波導(dǎo)管的寬邊沿長度方向的中心線兩側(cè)均布交 錯排列設(shè)有輻射縫；
[0010] 所述金屬波導(dǎo)管的寬邊還均布設(shè)有兩對以上的加載縫；每對加載縫以金屬波導(dǎo)管 長度方向的中心線對稱，且分別位于金屬波導(dǎo)管的寬邊兩側(cè)的邊緣；作用在于增強(qiáng)波單腔 導(dǎo)縫隙諧振天線的工作帶寬；
[0011] 所述金屬波導(dǎo)管內(nèi)中部設(shè)有饋電匹配塊；所述饋電匹配塊為板條狀，饋電匹配塊 兩端的頂部分別設(shè)有向上凸起的連接塊，通過兩端的連接塊饋電匹配塊連接著金屬波導(dǎo)管 的內(nèi)腔頂面；饋電匹配塊的中間底部設(shè)有向下凸起的饋電塊，饋電塊連接著同軸連接器，同 軸連接器的接線端伸至金屬波導(dǎo)管的底部外；同軸連接器通過饋電匹配塊給金屬波導(dǎo)管進(jìn) 行饋電；作用在于增加單腔波導(dǎo)縫隙諧振天線工作的駐抗帶寬。
[0012] 所述的輻射縫的縫長SL為0. 5忑，相鄰輻射縫之間的間距Ls為0. 5 ，終端輻 射縫距離波導(dǎo)終端端面的距離Lsh為0. 25弋。，輻射縫的縫寬為2mm，其中七〇為中心頻率 波導(dǎo)波長；所述加載縫的縫長CSL為0. 25七，加載縫的縫寬為2mm，其中奐為中心頻率自由 空間波長；相鄰加載縫之間的間距為相鄰輻射縫之間的間距Ls的整數(shù)倍。
[0013] 兩根以上的寬帶單腔波導(dǎo)縫隙諧振天線并聯(lián)連接組成寬帶單腔波導(dǎo)縫隙諧振天 線陣。
[0014] 本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：
[0015] 1、在傳統(tǒng)波導(dǎo)縫隙諧振天線上增設(shè)加載縫隙，增強(qiáng)了波導(dǎo)縫隙諧振天線的方向圖 工作帶寬，方向圖工作帶寬由原來的2. 6%增加到8. 9%，減少了天線的重量，天線重量減少 到原來的2/3,降低了天線的剖面高度，天線的剖面高度降低到原來的1/2 ;
[0016] 2、中心同軸連接器饋電的波導(dǎo)縫隙天線采用板條狀的饋電匹配塊匹配，增加了天 線工作的駐抗帶寬，阻抗帶寬由原來的5. 3%增加到9. 5% ;
[0017] 3、本實(shí)用新型易于沿同一方向平移形成平面陣列天線，通過與T/R組件相連，輔 以電源、波控和安裝結(jié)構(gòu)件等可以形成寬帶有源相控陣天線；
[0018] 4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、加工難度低，成本少。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型天線立體圖。
[0020] 圖2為本實(shí)用新型金屬波導(dǎo)管的橫截面圖。
[0021] 圖3為圖1的局部剖視圖。
[0022] 圖4為圖3的局部放大圖。
[0023] 圖5為圖1的俯視圖。
[0024] 圖6為圖1沿長度方向的剖視圖。
[0025] 圖7為本實(shí)用新型8X16單元天線陣示意圖。
[0026] 圖8為本實(shí)用新型16單元天線與傳統(tǒng)16單元波導(dǎo)縫隙諧振天線駐波比對比曲 線。
[0027] 圖9為本實(shí)用新型16單元天線與傳統(tǒng)16單元波導(dǎo)縫隙諧振天線9. 05GHz方向圖 及對比曲線。
[0028] 圖10為本實(shí)用新型16單元天線與傳統(tǒng)16單元波導(dǎo)縫隙諧振天線9. 55GHz方向 圖及對比曲線。
[0029] 圖11為本實(shí)用新型16單元天線與傳統(tǒng)16單元波導(dǎo)縫隙諧振天線9. 9GHz方向圖 及對比曲線。
[0030] 圖12為本實(shí)用新型8X16單元天線中頻方向圖曲線。
[0031] 圖1-6中序號說明：金屬波導(dǎo)管1、輻射縫2、加載縫3、第一短路端4、第二短路端 5、同軸連接器6、饋電匹配塊7、連接塊71、饋電塊72。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 本實(shí)施例的寬帶單腔波導(dǎo)縫隙諧振天線工作于X波段，工作中心頻率為&為9. 55 GHz，下邊頻4為9. 05GHz，上邊頻f 9. 9GHz。中心頻率波導(dǎo)波長為48. 6_，中心頻 率自由空間波