[发明专利]一种圆极化波导缝隙天线及其设计方法

权利要求书

1.一种圆极化波导缝隙天线，其包括金属波导管(1)，金属波导管(1)的管壁上开设有若干纵向直缝隙(2)、和若干纵向直缝隙(2)相对应且均为对称倾斜缝隙的若干成对的横向直缝隙(3)；若干纵向直缝隙(2)相互平行且沿平行于金属波导管(1)的延伸方向设置，若干成对的横向直缝隙(3)中的每对横向直缝隙(3)相互平行，且若干成对的横向直缝隙(3)中的每对横向直缝隙(3)沿垂直于金属波导管(1)的延伸方向设置；其特征在于：金属波导管(1)为中空金属波导管，且在沿金属波导管(1)延伸方向的同一侧面上设有平行的两排靠背波导壁(10)，同排上的靠背波导壁(10)间隔设置；每个靠背波导壁(10)上开设有一对横向直缝隙(3)，每对横向直缝隙(3)切割入靠背波导壁(10)两侧的波导壁；在同排的靠背波导壁(10)上，相邻两个靠背波导壁(10)之间开设有一个纵向直缝隙(2)，两排纵向直缝隙(2)偏离金属波导管(1)的中心线；同排上的纵向直缝隙(2)与成对的横向直缝隙(3)间隔设置，两排之间的纵向直缝隙(2)与成对的横向直缝隙(3)也间隔设置；两排纵向直缝隙(2)的中心和相应一对的横向直缝隙(3)的中心处于金属波导管(1)呈“L”形的同一横截面内。

2.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙天线，其特征在于，两排靠背波导壁(10)之间也交错设置，使在具有靠背波导壁(10)的位置，金属波导管(1)的横截面呈“L”形。

3.如权利要求2所述的圆极化波导缝隙天线，其特征在于，金属波导管(1)满足以下条件：

金属波导管(1)的底面波导壁的宽度(a)小于0.7波长；

靠背波导壁(10)的宽度(b)小于0.35波长；

金属波导管(1)的底面波导壁的高度(ah)小于0.5波长；

靠背波导壁(10)的高度(bh)为0.25波长。

4.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙天线，其特征在于，金属波导管(1)的一端(5)为天线输入口，另一端(6)设置为封闭短路或接匹配负载。

5.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙天线，其特征在于，金属波导管(1)上的若干纵向直缝隙(2)等间距设置，若干成对的横向直缝隙(3)等间距设置，且相邻两对横向直缝隙(3)的间隔长度与相邻两个纵向直缝隙(2)的间隔长度相同。

6.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙天线，其特征在于，金属波导管(1)的材料为金属材料，或为表面镀金属的复合材料。

7.一种圆极化波导缝隙天线的设计方法，用于设计权利要求1至6中任一项所述的圆极化波导缝隙天线，其特征在于，包括：

根据频率范围、结构限制的空间范围和最低频率下的主模传输要求确定金属波导管(1)的截面尺寸；

根据截面尺寸确定金属波导管(1)上纵向直缝隙(2)和横向直缝隙(3)的设置参数；

根据所述截面尺寸和所述设置参数制造圆极化波导缝隙天线。

8.如权利要求7所述的圆极化波导缝隙天线的设计方法，其特征在于，根据频率范围、结构限制的空间范围和最低频率下的主模传输要求确定金属波导管(1)的截面尺寸包括：

金属波导管(1)的底面波导壁的宽度(a)小于0.7波长；

靠背波导壁(10)的宽度(b)小于0.35波长；

金属波导管(1)的底面波导壁的高度(ah)小于0.5波长；

靠背波导壁(10)的高度(bh)为0.25波长。

9.如权利要求8所述的圆极化波导缝隙天线的设计方法，其特征在于，根据截面尺寸确定金属波导管(1)上纵向直缝隙(2)的设置参数包括：

纵向直缝隙(2)的长度L_s由下式确定：L_s＝0.45λ₀；

纵向直缝隙(2)的宽度W_s由下式确定：0.1λ₀≤W_s≤0.125λ₀。

10.如权利要求8所述的圆极化波导缝隙天线的设计方法，其特征在于，根据截面尺寸确定金属波导管(1)上横向直缝隙(3)的设置参数包括：

在对称倾斜缝隙中：L2≤bh，L1＝b+2*t，缝隙尺寸总长度L1+L2*2为0.45λ₀，其中，位于上L形波导靠背波导壁(10)顶面上的缝隙长度为L1，位于L形波导靠背波导壁(10)两侧金属壁的长为L2。