[发明专利]双波段共孔径平板阵列天线

说明书

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，具体涉及双波段共孔径平板阵列天线，天线阵面上有单脊波导辐射缝隙阵面和基片集成波导辐射缝隙两种单元。主要应用于多波段导引头、智能弹药制导系统。

技术背景

采用双波段相参主动雷达导引头，可以充分发挥各种波段的优点，弥补它们的缺点，使制导系统适应未来复杂战场环境要求，提高反舰导弹的突防能力。

这种类型天线的例子有美国专利NO.6795020B2“双频段共面微带交错阵列天线”，美国专利NO.5023623“一种具有缝隙波导和宽带阵列两种模式的天线”，欧洲专利NO.0825671A2“双频段平板阵列天线”等。其中，美国专利NO.5023623公开的天线可以工作在两种模式，它的波导缝隙阵通过馈电主动地辐射电磁波，而它的宽带天线阵耦合缝隙阵的能量，[这话不通]从而被动地向外辐射电磁波。它的两个阵面正交，体积较大。欧洲专利NO.0825671A2公开了有贴片和缝隙两种单元的双频段平板单脉冲天线，它的贴片阵列附在缝隙阵列上面，对缝隙阵列辐射电磁波有一定的影响。

随着航天技术的发展，给雷达单脉冲天线提出了更新的要求，要求天线制导精度高，反电子侦查、抗干扰能力强，及体积小，从公开的技术内容看，上述的现有技术还不能完全满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题：克服上述现有技术之不足，提出一种全新的双频段单脉冲平板阵列天线，解决两个工作频段天线阵面不共孔径造成的电磁波的遮挡问题，使之不仅具有双频段天线的优点，而且能适用于单脉冲天线的设计，同时平板形式具有结构紧凑，机械强度大的优势，实现多种优势互补，又能在工程实践中被大量推广应用。

本发明解决问题的技术方案：双波段共孔径平板阵列天线包含介质基片，单脊波导辐射缝隙阵面，基片集成波导辐射缝隙阵面，多层金属支撑部分，单脊波导缝隙阵馈电网络，基片集成波导缝隙阵馈电网络；单脊波导辐射缝隙阵面由多排平行排列的单脊波导辐射缝隙线阵组成，基片集成波导辐射缝隙阵列由多排平行排列的基片集成波导辐射缝隙线阵组成，单脊波导辐射缝隙线阵与基片集成波导辐射缝隙线阵在天线阵面上组阵结构为：在天线阵面中心的两条单脊波导辐射缝隙线阵之间设置四条基片集成波导辐射缝隙线阵，其它每两条单脊波导辐射缝隙线阵之间设置三条基片集成波导辐射缝隙线阵，两种形式的缝隙互相平行，极化方向相同；天线阵面被划分为四个对称象限，每个象限有单脊波导辐射缝隙阵馈电网络和基片集成波导辐射缝隙阵馈电网络分别对单脊波导辐射缝隙阵面和基片集成波导辐射缝隙阵面馈电，以实现两维单脉冲天线功能，单脊波导缝隙阵面工作在X波段，而基片集成波导缝隙阵面工作在Ka波段，两种形式的阵列共孔径而又在不同的频段独立工作互不影响。

所述单脊波导辐射缝隙线阵的辐射缝隙为波导宽边纵向偏置缝，在单脊波导的辐射阵面的波导下表面，有一根耦合馈电波导与单脊波导辐射缝隙线阵正交，所述耦合馈电波导包含有一个开斜缝的缝隙耦合波导和给缝隙耦合波导馈电的馈电波导，通过中心倾斜缝给单脊波导辐射缝隙线阵耦合馈电。

在各个基片集成波导辐射缝隙阵馈电网络包含一根与阵面垂直的馈电波导，一根与馈电波导垂直相连的缝隙波导和多根给基片集成波导缝隙线阵馈电的缝隙耦合波导，缝隙耦合波导和缝隙波导垂直相连。

所述基片集成波导辐射缝隙线阵的缝隙开在两排金属化通孔之间，为基片集成波导宽边纵向偏置缝，各纵向偏置缝之间间隔为一个基片集成波导波长。

本发明的天线是一种有单脊波导缝隙阵列和基片集成波导缝隙阵列两种形式的新结构双频段单脉冲阵列天线，与现有技术相比，具有如下特点：

1.天线的单脊波导缝隙阵列和基片集成波导缝隙阵列共面，解决天线阵面不共面造成的电磁波的遮挡问题。

2.两个频段的阵列共极化。两个频段的阵列极化方向相同，天线在两个频段进行切换工作时，对目标的跟踪具有延续性。

3.天线阵面采用平板结构，不仅结构紧凑，机械强度大，而且降低了加工难度和成本。

4.基片集成波导是在PCB板上打金属化通孔阵列所构成，这种结构加工容易且成本低廉。

5.由于本发明的天线体积小，重量轻，制导精度高，更适合装在对体积、重量要求高的车载弹载及机载平台上，具有广泛的应用前景。

附图说明

通过下面的结合附图的详细说明可以进一步理解本发明的上述和附加特点以及优点。在图和书面说明中，标号指示本发明的各个部件，在所有附图和整个书面说明中，相同的标号表示相同的部件。

图1表示本发明实施例的双频段单脉冲阵列天线的前向平面图