[发明专利]一种平面裂缝阵列天线及其口面幅相控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面裂缝阵列天线及其口面幅相控制方法。

背景技术

连续波低空探测雷达是低空、超低空探测的重要手段，高收发隔离度天线设计技术可有效地解决在连续波体制下，减小发射泄漏对接收灵敏度和动态的影响，保障连续波雷达探测距离，因而是连续波体制雷达实现远程探测的关键。

与本发明相似的是俄罗斯76N6雷达，它采用的是抛物面反射面天线，它的技术缺陷是重量重，体积大，天线口径幅相分布不易控制，不能灵活地对波瓣赋形，因而雷达的空域覆盖范围受到一定限制，由于反射面天线是馈源集中发射和接收，在近场收发天线要达到-100dB的隔离是非常困难的

如果不能有效地解决收发天线的隔离问题，在发射的大功率信号作用下，接收机就无法正常接收信号，也就无法继续对目标进行跟踪。收发隔离不好，轻则降低接收机的实际灵敏度，减小作用距离，重则导致接收机饱和，无法跟踪目标。

由于波导裂缝阵列天线拥有结构紧凑，重量轻，体积小，天线口径面利用率高和口径分布容易控制等优势，可根据雷达的空域覆盖要求对波瓣灵活赋形，采用赋形的平面阵列天线，阵元的边缘幅度较低，即可实现天线低副瓣，又有益于收发天线的隔离度的提高，因而波导裂缝天线面阵天线成为首选。

而对于连续波雷达收发天线来说，它的口面相位控制方法至关重要，需要在满足天线赋形要求的同时又提高了收发天线间的隔离度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既满足天线赋形要求又提高收发天线间的隔离度的连续波雷达的平面裂缝阵列天线天线及其口面相位控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种平面裂缝阵列天线，它包括多行平行排列的波导窄边开缝的波导裂缝线源、多个与波导裂缝线源配合的配相电缆和一个功分馈电网络，每个波导裂缝线源有多个缝隙，所述的波导裂缝线源通过配相电缆与功分馈电网络链接，功分馈电网络通过外部馈线系统与外部发射机和接收机连接，所述的波导裂缝线源、配相电缆和功分馈电网络安装在一体化器材中即面阵天线的背面。

所述的功分馈电网络包括一个三分贝电桥、一个左端口网络和一个右端口网络，所述的左端口网络与右端口网络结构对称，所述的电桥将功率分配给左端口网络和右端口网络，所 述的左端口网络包括两个耦合器、四个功分组件和一个功分器，所述的功分组件由多个功分器组成，第一耦合器的输入端与电桥连接，第一耦合器的主干端与功分器连接，第一功分器的两个功分端口分别与第一功分组件和第二功分组件连接，第一耦合器的耦合端与第二耦合器连接，第二耦合器的主干端与第三功分组件连接，第二耦合器的耦合端与第四功分组件连接。

所述的第四功分组件、第二功分组件和第三功分组件结构相同，包括十一个功分器，所述的十一个功分器由一个第一阶功分器、一个第二阶功分器、三个第三阶功分器和六个第四阶功分器组成，所述的第一阶功分器的功分端口分别与第二阶功分器和其中一个第三阶功分器连接，所述的第二阶功分器的两个功分端口与另外两个第三阶功分器连接，所述的三个第三阶功分器的六个功分端口分别与六个第四阶功分器连接，所述的六个第四阶功分器的十二个功分端口用于输入或者输出。

所述的第一功分组件包括七个功分器，所述的七个功分器由一个第一级功分器、两个第二级功分器和四个第三级功分器组成，所述的第一级功分器的功分端口分别与两个第二级功分器连接，所述的两个第二级功分器的四个功分端口分别与四个第三级功分器连接，所述的四个第三级功分器的八个功分端口用于输入或者输出。

所述的波导裂缝线源的材料为铝。

一种平面裂缝阵列天线的口面幅相控制方法，它包括以下步骤：

S1：设计一种实现天线低副瓣、高隔离度的平面裂缝阵列天线；

S2：计算天线的垂直波瓣，其中天线的垂直口径幅度分布采用泰勒加权，天线的相位用相位加权，公式如下：

式中，f(θ)为单元波瓣方向图，k的大小为为相位加权值，In为第n个单元的激励电流，n为单元编号，d为单元间距，θ为面阵法线方向与目标方向的夹角；

S3：将计算得到的垂直波瓣与要求的赋形波瓣进行对比；

S4：根据对比结果，修改相位加权值逐步逼近达到要求的赋形波瓣，使得天线波瓣高空区域成赋形波束，低空区域成锐形波束，在上下排列的接收天线和发射天线的相邻处辐射方向不会重叠。

步骤S4中所述的修改相位加权值是通过调整配相电缆的长度来实现。