[实用新型]一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线及天线阵

说明书

本实用新型公开了一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，包括一金属空腔，所述金属空腔为长方体型，金属空腔包括上端面和下端面，所述上端面的一侧开设有至少一个辐射缝隙组，所述辐射缝隙组与金属空腔长边平行，另一侧对应地开设有阻抗匹配缝隙组，金属空腔内设置有馈电结构，所述馈电结构与辐射缝隙组间耦合馈电；所述下端面为反射面，本实用新型具有低剖面、高效率的优点，便于组成平面相控阵天线，适合用于机载和星载平台。

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线及天线阵。

背景技术

适合用于低频段工作的平面天线阵的辐射天线有多种形式，如波导缝隙天线阵和微带贴片天线。

微带天线由于其具有剖面低、重量轻、易于加工和易于与其他有源器件集成等众多优点而在相控阵雷达天线中得到大量的应用，但其带宽较窄，特别是对于一些一维扫描的相控阵天线中，为了节约成本，需要将天线之间通过功分网络连接起来组成子阵形式，以子阵为天线单元进行扫描，导致其因损耗大而造成整个天线阵的效率下降，进而限制其应用范围；而波导缝隙天线阵具有效率高、幅相易控制、加工简单的优点，但其在低频段波导管结构尺寸较大，导致天线剖面高且质量较大，虽然通过加脊技术能够减小波导腔体的大小，但加脊后增加了波导天线的加工难度，同时对于低频率机载平台和星载平台来说，加脊后馈电波导尺寸仍过大，不能满足要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何实现波导缝隙天线的小型化、低剖面、高效率。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，包括一金属空腔，所述金属空腔为长方体型，金属空腔包括上端面和下端面，所述上端面的一侧开设有至少一个辐射缝隙组，所述辐射缝隙组与金属空腔长边平行，另一侧对应地开设有阻抗匹配缝隙组，金属空腔内设置有馈电结构，所述馈电结构与辐射缝隙组间耦合馈电；所述下端面为反射面。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述辐射缝隙组为多组，所述多组辐射缝隙组等间距排列，且多组辐射缝隙位于同一直线上；所述阻抗匹配缝隙组的数量与辐射缝隙组相同，且多组阻抗匹配缝隙组位于同一直线上；相邻两阻抗匹配缝隙组间的间距与相邻两辐射缝隙组间的间距相同。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述辐射缝隙组包括两条辐射缝隙，所述两条辐射缝隙位于同一直线上，并关于上端面的中线对称设置，两辐射缝隙中心点间距以不出现栅瓣为约束。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述辐射缝隙的长度为1/2波长，辐射缝隙的宽度为其长度的1/80。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述阻抗匹配缝隙组包括位于同一直线的三条阻抗匹配缝隙，所述三条阻抗匹配缝隙的中心点分别与辐射缝隙的中心点及上端面中心点相对应，阻抗匹配缝隙长度的长度为辐射缝隙长度的1/4。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述馈电结构包括馈电同轴线和馈电连接器，所述馈电同轴线平行于辐射缝隙设置，且馈电同轴线的中点与金属空腔的中心点相对应，所述馈电连接器与馈电同轴线的中点连接，并形成T型3dB功分器。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述馈电同轴线包括一长条形金属馈电腔，所述金属馈电腔内设置有金属直导线，所述馈电连接器的内导体伸入到金属馈电腔内并与金属馈电腔内底壁连接。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述馈电同轴线的端部与辐射缝隙的中心点相对应。

优选地，本实用新型所述的一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线，所述金属空腔的高度和宽度受电磁波传播和无线输入端口阻抗匹配的约束。