[发明专利]脊波导宽边横向直缝隙天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种波导缝隙天线，具体是一种宽带脊波导宽边横向直辐射缝隙天线阵。本发明既可用于接收、也可用于发射无线电波。在军事方面，可用作雷达系统的终端天线。在民用方面，可作为通信的基站天线、卫星地面移动终端天线等。

背景技术

随着应用与需求的快速发展，为了充分利用宝贵的频谱，双极化天线在军用和民用领域的应用也越来越广泛，因此对每种极化天线的极化纯度要求提高。同时，在电子设备的某些具体应用中，还有诸如：体积、重量、损耗和扫描角的特殊要求。

波导缝隙天线阵作为发射和接收电磁信号的天线，由于其效率高、结构强度高等优点，被广泛应用于雷动和通讯领域。

波导缝隙谐振天线主要包括：矩形波导宽边纵向偏置长缝隙、倾斜缝隙天线，矩形波导窄边倾斜缝隙天线（巴拉尼兹，现代天线手册，A Jhon Wiley & Sons, Inc.，出版，2008）。在实际应用中，波导宽边纵向偏置缝隙天线通常作为垂直极化天线，而波导窄边倾斜缝隙天线作为水平极化天线使用。对于波导宽边纵向偏置长辐射缝隙天线，由于其辐射缝隙平行一致，可以得到很好的交叉极化抑制性能，采用波导功分器与波导天线一体化设计可以实现宽带特性。对于波导窄边倾斜缝隙天线阵，由于单根线阵上倾斜辐射缝隙电流不但有平行于缝隙方向的电流分量，还有垂直于缝隙方向的电流分量，因此对于单根波导窄边倾斜辐射缝隙天线阵很难实现低交叉极化。而波导窄边横向直辐射缝隙可以实现很好的低交叉极化性能（汪伟、钟顺时，等，极低交叉极化波导窄边非倾斜缝隙天线，微波与光快报，2005，44（1）:91-93），但是由于采用矩形波导，要实现宽带特性，采用矩形波导功分器与辐射天线一体化设计，这样天线厚度很大，相当于两个波导宽边的尺寸，在某些具体的应用当中厚度显得太大；若采用非对称的脊波导，则加工难度较大，增加天线的成本。互补型脊波导宽带窄边缝隙天线可以实现极高的极化纯度和低剖面（汪伟、金剑，等，宽带双极化波导缝隙天线阵，国际电气和电子工程师天线与传播协会国际会议，2006，7月：2237-2240），但是由于采用互补型脊波导，结构较复杂，加工难度大，成本较高。脊波导倾斜缝隙对天线可以实现极高的极化纯度、加工工艺好（汪伟，张洪涛，等，脊波导倾斜缝隙对天线，发明专利，专利申请号：200910184962.6），但是由于金属波导管中央是一条狭长的缝隙，因此加工倾斜缝隙时，加工精度差，并且这条狭长的缝隙上也有电流辐射，这对于组成双极化天线来说，影响垂直极化天线的辐射特性，增加垂直极化天线的设计难度。

总之，以上介绍的水平极化波导驻波天线阵要么体积大、交叉极化高；要么实现宽带特性时，体积大、结构复杂，加工难度大、成本高；要么组成双极化天线阵时，垂直极化天线设计难度大。

发明内容

本发明旨在提供一种具有良好的宽频带、低交叉极化特性、特别是天线高度压缩、结构简单，组成双极化天线阵时，降低垂直极化天线的设计难度的脊波导宽边横向直辐射缝隙水平极化天线。

具体的结构设计方案如下：

脊波导宽边横向直缝隙天线包括辐射波导管1，辐射波导管1上设有等间距的两条以上的辐射缝隙2，所述辐射波导管1为对称单脊波导管，辐射波导管1的横截面为“凹”形，中部内凹处为金属的单脊，所述辐射缝隙2位于辐射波导管1的宽边金属壁4上，且为横向直辐射缝隙；所述辐射缝隙2一侧的辐射波导管1的两侧窄边金属壁端部分别设有矩形的侧壁金属膜片3.1，且两侧的侧壁金属膜片3.1相互对称，侧壁金属膜片3.1垂直于辐射波导管1的窄边金属壁；所述辐射缝隙2另一侧的辐射波导管1的单脊两侧分别设有矩形的单脊金属膜片3.2，且两侧的单脊金属膜片3.2均垂直于单脊；相邻的两条辐射缝隙2上的侧壁金属膜片3.1和单脊金属膜片3.2呈中心对称状。

辐射波导管1一端为天线输入口、另一端为封闭的短路端，构成波导缝隙驻波阵。

所述辐射缝隙2宽度为1～3毫米，与单脊相对应处的辐射缝隙2的深度小于单脊的高度，与辐射波导管1两侧窄边金属壁对应处的辐射缝隙2的深度小于辐射波导管1的高度。

所述侧壁金属膜片3.1和单脊金属膜片3.2均为矩形金属膜片，且大小相同，其高度小于所述辐射波导管1的单脊的高度，宽度小于0.25所述宽边金属壁4的宽度。

所述的相邻辐射缝隙之间的间距相等，为0.5λ_g0，λ_g0为中心频率波导波长。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：