[发明专利]一种展宽波导裂缝非谐振阵列天线带宽的方法

说明书

本发明公开了一种展宽波导裂缝非谐振阵列天线带宽的方法，主要解决现有波导裂缝非谐振阵列天线工作频带较窄的问题。其实现方案是：在天线工作频带内选取频率相互错开的两个工作频点frsubgt;1/subgt;和frsubgt;2/subgt;，通过将波导裂缝非谐振阵列天线的阵元由现有的单缝改为谐振频率分别为frsubgt;1/subgt;和frsubgt;2/subgt;的双缝，即在同一波导口面上根据已知的波导裂缝阵列天线设计方法和公式设计两套谐振频率不同的裂缝阵列来展宽天线的带宽，这两套裂缝阵列的阵元之间设有间距fd，以使两套裂缝阵列互不干涉。本发明能有效的展宽波导裂缝非谐振阵列天线带宽，可用于波导裂缝非谐振阵列天线的设计。

技术领域

本发明属于雷达天线领域，特别是一种展宽天线带宽的方法，可用于波导裂缝非谐振阵列天线设计。

背景技术

波导裂缝阵列天线的口面场分布可精确控制，易于实现高效率、高增益、极低副瓣、窄波束和赋形波束的要求；且它的馈电系统和辐射系统一体化，使其具有低剖面特性；波导裂缝阵列天线的上述特点使得其在雷达领域特别是空用雷达中得到广泛应用。

随着电子干扰等复杂电磁环境的出现，为了提高雷达对电磁环境的适应性，变频、调频等一系列抗干扰技术应运而生。而被广泛用于雷达系统的波导裂缝阵列天线高效工作的频带是有限的，其成为制约宽频带雷达的一个关键部件，如何展宽波导裂缝阵列天线的带宽成为急需解决的一个问题。

天线带宽是指天线的某些性能指标符合要求的频率范围，展宽天线带宽是使天线满足某些性能指标要求的频带范围更宽。

目前，展宽波导裂缝非谐振阵列天线带宽的方法一般有以下两种：

一是通过减小裂缝宽度展宽阵元的带宽实现。阵元一般为单个裂缝，当裂缝长度谐振时，裂缝的电导最大值与裂缝的电纳为零值的位置重合，随着裂缝宽度的增加，裂缝的电导最大值与电纳为零值的位置将分离，裂缝宽度越宽，频率偏离值越大。因此窄缝比宽缝有更好的频带特性，减小裂缝宽度可使天线满足性能指标要求的带宽范围展宽。但这种减小裂缝宽度的方法只能在一定程度上展宽波导裂缝非谐振阵列天线的带宽，当天线要求的工作频带更宽时，此种方法则不能满足需要。

二是通过在裂缝附近填充介质的介质加载方法实现天线带宽的展宽，此方法的缺点是增加了介质损耗，降低了天线效率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种新的展宽波导裂缝非谐振阵列天线带宽的方法，以使天线满足指标要求的频带更宽，且不会引入新的介质损耗，提高天线效率。

本发明的技术思路是通过将阵元由现有的单缝改为谐振频率不同的双缝即在同一波导口面上设计两套谐振频率不同的裂缝阵列，以展宽阵元的带宽进而达到展宽天线带宽的目的。

具体实施步骤包括如下：

1)根据工作频带fr_u～fr_a确定波导型号，根据fr_u～fr_a、波瓣宽度θ、副瓣电平η确定天线口径大小L；

2)在要求的工作频带fr_u～fr_a内选择两个频点fr₁和fr₂,且这两个频点应在工作频带内相互错开；

3)根据已知的波导裂缝非谐振阵列天线设计方法和公式设计两套谐振频点分别为fr₁和fr₂的裂缝阵列1和2，这两套裂缝阵列共用波导口面，且两套裂缝阵列的阵元之间设有间距fd，以使两套裂缝互不干涉。

本发明具有如下优点：

本发明通过将波导裂缝非谐振阵列天线的辐射阵元由现有的单缝改为谐振频率不同的双缝，即在同一波导口面上设计两套谐振频率不同的裂缝阵列，展宽阵元的带宽进而达到展宽天线带宽的目的，与现有技术相比具有如下优点：