[发明专利]一种低剖面串并结合馈电波导阵列天线

说明书

本发明公开了一种低剖面串并结合馈电波导阵列天线，涉及天线技术领域，包括金属基体，金属基体包括有按照一方向顺序层叠的辐射层、耦合层和馈电网络层，辐射层包括有若干2x2辐射单元，耦合层包括有耦合腔，馈电网络层具有馈电端口，且馈电网络层的馈电端口到耦合层依次包括等比功分器、不等功分器Ⅰ、不等功分器Ⅱ和串馈辅助网络。本发明中的2x2辐射单元的圆角辐射孔采用非对称倒角方式，更利于抑制副瓣电平，容易实现低副瓣；本发明采用新型辐射单元及新型并联馈电为主串联馈电为辅的混合馈电方式，解决了功分并联馈电形式波导阵列天线中剖面高、非2的整数次幂口径阵列馈电网络设计难度大、难以实现低副瓣等问题。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种低剖面串并结合馈电波导阵列天线。

背景技术

波导阵列天线一般分为串联馈电形式的波导壁缝隙天线和功分并联馈电形式的常规阵列。

波导壁缝隙天线具有口面场分布容易控制、天线口径效率高、性能稳定结构简单紧凑、强度高、安装方便等特点，而且容易实现窄波束、低副瓣乃至超低副瓣等优点，但其带宽较窄。

功分并联馈电形式的常规波导阵列不仅具有天线口径效率高、性能稳定结构紧凑、强度高、可靠性高等优点，且带宽能做到足够宽。但其存在剖面高、难以实现低副瓣等缺点，尤其是基于非2的整数次幂阵面（如18、20、48等阵面口径），功分馈电网络设计难度大。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种低剖面串并结合馈电波导阵列天线，解决功分并联馈电形式波导阵列天线中剖面高、非2的整数次幂口径阵列馈电网络设计难度大、难以实现低副瓣等问题。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种低剖面串并结合馈电波导阵列天线，包括金属基体，所述金属基体包括有按照一方向顺序层叠的辐射层、耦合层和馈电网络层，

所述辐射层包括有若干2x2辐射单元，

所述耦合层包括有耦合腔，

所述馈电网络层具有馈电端口，且馈电网络层的馈电端口到耦合层依次包括等比功分器、不等功分器Ⅰ、不等功分器Ⅱ和串馈辅助网络，其中所述等比功分器、不等功分器Ⅰ和不等功分器Ⅱ构成并联馈电网络；

所述2x2辐射单元包括有四个圆角辐射孔，所述圆角辐射孔用于将波导内能量辐射至空间中，所述圆角辐射孔通过耦合腔进行馈电，所述耦合腔通过馈电网络层进行馈电，所述圆角辐射孔的圆角为非对称倒角，用于调节单元方向图零点位置，以实现低副瓣。

优选的，所述串馈辅助网络为波导窄边纵缝耦合馈电，所述串馈辅助网络具有第一耦合缝隙，且所述串馈辅助网络的第一耦合缝隙之间相距一个导波波长，所述串馈辅助网络采用的E面馈电波导尺寸与并联馈电网络E面波导尺寸一致，所述串馈辅助网络的导波波长与2x2辐射单元间距相等；

所述串馈辅助网络与所述并联馈电网络结合，形成一个低剖面的同相馈电网络层。

优选的，四个所述圆角辐射孔构成2X2辐射单元时，所述圆角辐射孔外侧角的倒角尺寸为中心频率半波长，且大于内侧角的倒角尺寸。

优选的，所述馈电网络层具有第二耦合缝隙，所述耦合腔通过馈电网络层上的第二耦合缝隙馈电，所述耦合腔呈方形，且其内配置有四个耦合腔脊片，四个所述耦合腔脊片均为竖直长条状结构，用于调节2x2辐射单元的有源驻波及方向图。

优选的，所述不等功分器Ⅰ为E面一分二波导功分器，配置有过渡模块和第一功分调谐模块，所述过渡模块直接与不等功分器Ⅰ相结合，用于调节不等功分器Ⅰ与整个馈电网络之间的匹配，所述第一功分调谐模块用于调节功率分配比和不等功分器Ⅰ自身输入反射。