[发明专利]一种Ku波段椭圆波导驻波阵列天线及拓展驻波带宽方法

说明书

本发明公开了一种Ku波段椭圆波导驻波阵列天线及拓展驻波带宽方法，涉及天线技术领域；为了适应环境能量更强、性能更稳定；其天线具体包括传输路径和辐射体，所述传输路径包括同轴连接器、椭圆波导、短路装置A和短路装置B，辐射体包括缝隙阵；所述椭圆波导呈宽窄交错结构；同轴连接器和缝隙阵均设置于椭圆波导的宽边上；所述椭圆波导一端与短路装置A、同轴连接器电性连接，且椭圆波导另一端与短路装置B电性连接。本发明通过创新性地采用椭圆波导技术，相对于矩形和其他波导技术，适应环境能量更强，性能更稳定；通过创新性地采用短路优化调节技术，可适当拓展驻波带宽；通过创新性地采用最优缝隙尺寸设计技术，可有效拓展驻波带宽。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种Ku波段椭圆波导驻波阵列天线及拓展驻波带宽方法。

背景技术

天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置；而目前大多数天线采用矩形等其他波导技术；其适应环境的能力以及稳定性方面还存在不足。

经检索，中国专利申请号为CN201410814677.9的专利，公开了一种C/X双波段共口径波导缝隙阵列天线，主要应用于多功能、多用途复合雷达。该天线包括X波段波导缝隙天线、辐射过渡腔、C波段波导缝隙天线。X波段波导缝隙天线采用波导窄边斜缝辐射单元，C波段波导缝隙天线采用波导宽边缝辐射阵列天线，利用两个天线的工作频率差，将C波段波导缝隙天线放置在X波段波导缝隙天线之后，利用辐射过渡腔实现C波段波导缝隙天线至X波段天线线阵间隙的阻抗匹配，通过线阵间隙实现C波段波导缝隙天线的电磁波辐射。上述专利中的波导缝隙天线存在以下不足：虽具备一定的效率、耐功率等优点；但是其适应环境的能力以及稳定性方面还存在不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种Ku波段椭圆波导驻波阵列天线及拓展驻波带宽方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种Ku波段椭圆波导驻波阵列天线及拓展驻波带宽方法，包括传输路径和辐射体，所述传输路径包括同轴连接器、椭圆波导、短路装置A和短路装置B，辐射体包括缝隙阵；所述椭圆波导呈宽窄交错结构；同轴连接器和缝隙阵均设置于椭圆波导的宽边上；所述椭圆波导一端与短路装置A、同轴连接器电性连接，且椭圆波导另一端与短路装置B电性连接。

优选的：所述缝隙阵采用谐振式驻波缝隙阵，所述缝隙阵相邻缝隙间距为λg/2，各缝隙同相激励，所述短路装置B与椭圆波导的终端缝隙中心相距λg/4，所述缝隙阵相邻缝隙的激励的相位差为180°，所述椭圆波导的宽边纵缝交错地分布于宽边中线的两侧；其中λg为波导内波波长。

进一步的：所述短路装置A位于椭圆波导的末端，且短路装置A与同轴连接器间相距为λg/2，短路装置B位于椭圆波导的另一末端，与椭圆波导终端缝隙中心相距λg/4。

进一步优选的：所述椭圆波导的相邻两个宽边间距为λg/2，所述缝隙阵缝隙长度为中心频率的0.43λg～0.5λg，所述缝隙阵缝隙宽度为缝隙长度的0.1～0.2倍之间，所述缝隙阵缝隙中心离椭圆波导宽度中心的距离采用泰勒分布。

一种Ku波段椭圆波导驻波阵列天线的拓展驻波带宽方法，通过确定波导波长、单个缝隙的电导和椭圆波导一端馈电的输入电导实现，具体包括如下方法确定波导波长λg：

其中λg：波导波长；λ：工作波长。

作为本发明进一步优选的：所述缝隙阵上单个缝隙的电导计算具体为：

其中g：缝隙电导；a：波导宽边尺寸；b：波导窄边尺寸；x1：缝隙偏移宽边中心线距离；λg：中心频率波导波长。