[发明专利]一种宽频带间隙波导阵列天线

说明书

本发明公开了一种宽频带间隙波导阵列天线，包括辐射层和馈电层，辐射层包括辐射单元子阵层、第一间隙波导耦合层和第二间隙波导耦合层，辐射单元子阵层包括第一平板以及设置在第一平板上的辐射阵列，辐射阵列由16个辐射单元按照4行×4列的方式分布形成，每个辐射单元分别包括由上到下层叠的第一矩形腔和第二矩形腔，第一间隙波导耦合层内部具有将能量均分为两路的第一空气腔，第二间隙波导耦合层内部具有将能量分为四路的第二空气腔，馈电层具有将能量均匀地分成两路幅度和相位保持一致的能量分别送入第二间隙波导耦合层的第三空气腔；优点是在具有低副瓣的基础上，具有较高的增益和效率，且加工成本较低。

技术领域

本发明涉及一种阵列天线，尤其是涉及一种宽频带间隙波导阵列天线。

背景技术

电磁波谱上，低频段频谱已经相当拥挤，在更高的频率波段，比如毫米波频段，开展相关技术的研究越来越迫切。毫米波频段可用频带宽、电磁波长短，在这个频段内进行天线设计有很多优势，比如：容易实现更宽的工作带宽和小型化设计等。

随着对雷达抗干扰要求的提高与现代电子工业的发展，要求天线应具有低副瓣或极低副瓣的性能。传统的阵列天线主要包括馈电层和辐射层，目前主要有两种方案来降低其副瓣，第一种方案是通过调整馈电层的功率分配比例来调整辐射层能量分布从而降低副瓣，但是该方案在降低副瓣的同时总会造成主瓣变宽、增益下降，不能保证窄主瓣、不牺牲增益的同时获得极低的副瓣；第二种方案是通过在辐射层上方加极化层的方式降低副瓣，增加极化层能够使辐射层的电场极化方向旋转，能够使天线E面和H面方向图得到优化，实现低副瓣，但是批量生产时增加极化层会使天线的成本提高20％。

然而在毫米波频段，更严重的侧壁波效应、更高的介质损耗等不利因素，也给传统的阵列天线设计带来麻烦。传统的波导传输线的可用性大大降低，因此对找到毫米波频段性能良好的波导传输线提出了需求。一种基于电磁带隙结构和空气填充的新型传输线，即间隙波导应运而生。间隙波导由空气填充，电磁波在空气中传播，使其具备了低损耗的传输性能，解决了常见微波传输线在毫米波段辐射损耗和介质损耗大的问题。同时间隙波导在加工装配中不需要严格的电连接，极大地降低了加工难度。因此，间隙波导不仅具有与矩形波导可比拟的传输性能，而且克服了矩形波导剖面高、体积大、加工装配要求高、成本过高的缺点，为应用于毫米波频段的阵列天线的设计提供了新的选择。

鉴此，基于间隙波导来设计一种在具有低副瓣的基础上，具有较高的增益和效率，且加工成本较低的宽频带间隙波导阵列天线具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在具有低副瓣的基础上，具有较高的增益和效率，且加工成本较低的宽频带间隙波导阵列天线。