本發(fā)明涉及天線領域，特別涉及旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列及其制作方法。

背景技術：

波導縫隙天線具有結(jié)構緊湊、占據(jù)空間小、輻射效率高、功率容量大、可靠性高等優(yōu)點,通過控制波導縫隙天線的口徑分布,可以實現(xiàn)窄波束、賦形波束、低副瓣等特定功能，這些優(yōu)點使得波導縫隙天線在相控陣雷達、星載天線等方面有著廣泛的應用。

在波導管的導體壁上開一條或數(shù)條窄縫，可使電磁波通過縫隙向外空間輻射，從而形成一種天線，這種天線稱為波導縫隙天線。在縫隙處，表面電流的一部分繞過縫隙，另一部分以位移電流的形式沿原方向流過縫隙，位移電流的電力線將向外空間輻射，這就是波導縫隙天線工作的基本原理。根據(jù)縫隙單元間距和饋電方式的不同，主要有諧振式縫隙陣和非諧振式縫隙陣兩類組陣形式。

以寬邊開縫的諧振式為例，波導管的截面為矩形，矩形兩組邊中較長的邊為寬邊，較窄的邊為窄邊，寬邊開縫指的是在波導管包括寬邊的導體壁上開縫，在一個矩形半高波導的寬邊上開縫，可以形成有規(guī)律的輻射特性。一般波導縫隙天線可以從波導寬邊的底部中間饋電，也可以從一邊端口饋電。因為一根波導上開有多個縫隙，分別作為輻射單元，因此單根波導縫隙天線可以認為是個一維線陣。單根波導的輻射特性也與一維線陣相似，諧振式波導縫隙指所有縫隙都得同一端口被激勵，所以最大輻射方向與天線軸線垂直。

將多條波導縫隙天線并排放置，可以組成平面波導縫隙天線陣列，每根波導獨立饋電，控制波導的饋電幅度，可以實現(xiàn)波束的一維掃描。由于諧振式波導縫隙天線中，同一個波導上的不同位置的縫隙相位是固定的，無法單獨控制，因此波導縫隙天線只有一維掃描能力。如果要實現(xiàn)方向圖的二維覆蓋，需要配合機械轉(zhuǎn)臺。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有的平面波導縫隙天線陣列為實現(xiàn)方向圖二維覆蓋，需要配合機械轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動；為解決所述問題，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列。

本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列包括：至少兩根波導縫隙天線，相鄰所述波導縫隙天線之間夾角相同，且不等于0。

進一步，所述波導縫隙天線一端波導封閉形成短路，另外一端通過sma同軸連接器饋電。

進一步，所述波導縫隙天線采用bj100型號波導。

進一步，采用31根波導縫隙天線，所述波導縫隙天線的寬為10.668mm，高為5.328mm，縫隙寬度為1mm，縫隙間距為10.3mm，各偏置量不一在0.2mm-0.8mm之間，縫隙長度為7.5mm，數(shù)量為32個。相鄰波導縫隙天線之間的夾角為3°。

進一步，所述波導狹縫位于波導縫隙天線寬邊，排列方向相互平行。

本發(fā)明還提供所述的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的制作方法，包括：

步驟一、提供至少兩個波導管，在所述波導管導體壁寬邊開狹縫，所有狹縫間距相等，相互平行，形成波導縫隙天線；

步驟二、將所述波導縫隙天線依次并列，形成波導縫隙天線陣列；

步驟三、將第一個波導縫隙天線之外所有波導縫隙天線繞波導縫隙天線陣列的軸線旋轉(zhuǎn)一個不等于0的角度；再將第一和第二個波導縫隙天線之外所有波導縫隙天線繞波導縫隙天線陣列的軸線旋轉(zhuǎn)同樣角度，直至最后一個波導縫隙天線繞波導縫隙天線陣列的軸線旋轉(zhuǎn)同樣角度；形成旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列。

本發(fā)明還提供所述的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的制作方法，包括：在一個矩形工裝上每根波導對應位置處開槽，使得單根波導可以以確定的角度安裝在工裝上，如此依次將每根波導安裝在工裝上，形成波導縫隙天線陣列。

本發(fā)明的優(yōu)點包括：

本發(fā)明提出一種半物理的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙陣列，在不需要機械轉(zhuǎn)臺的條件下，實現(xiàn)天線波束的二維覆蓋的梳狀波束。本發(fā)明應用于衛(wèi)星對地高速率數(shù)據(jù)通訊中，使星載天線實現(xiàn)對地±45°俯仰角的二維波束覆蓋。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的波導縫隙天線的結(jié)構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的波導縫隙天線的單元(即波導縫隙天線)方向圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的波導縫隙天線的單元3d方向圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的側(cè)視圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的正視圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的天線陣列安裝工裝；

圖7為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的h面增益方向圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的輻射三維圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的三維方向圖在正弦坐標系下的投影。

具體實施方式

下文中，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的精神和實質(zhì)作進一步闡述。

由背景技術可知，現(xiàn)有波導縫隙天線根據(jù)縫隙間距和饋電方式分為諧振式波導縫隙天線和非諧振式波導縫隙天線兩種，本實施例中以諧振式波導縫隙天線為例，對本發(fā)明實施例所提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列做進一步闡述。波導縫隙天線的參數(shù)：縫隙寬度、縫隙間距、偏置量和縫隙長度決定波導縫隙天線的諧振與輻射特性，所述四個參數(shù)可以根據(jù)r.s.elliott在忽略縫隙間的互耦和波導壁厚影響的情況下提出的經(jīng)典方程進行求解。

在本發(fā)明的一個實施例在中，所述波導縫隙天線采用bj100型號波導，根據(jù)泰勒縫隙幅值分布函數(shù)計算出理論電導分布；再由提取參數(shù)模型提取出縫隙電導函數(shù)，從而確定各縫隙的偏移量。如圖1所示，本實施例中，所述波導縫隙天線的寬為10.668mm，高為5.328mm，縫隙寬度為1mm，縫隙間距為10.3mm，各偏置量不一，在0.2mm-0.8mm之間，縫隙長度為7.5mm，每根波導上有32個縫隙。所述波導縫隙天線一端波導封閉形成短路，另外一端波導通過sma同軸連接器饋電。圖2為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的波導縫隙天線的單元方向圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的波導縫隙天線的單元3d方向圖；本發(fā)明實施例提供的波導縫隙天線單元增益為21.8db，最大旁瓣為-6.8db。

為實現(xiàn)天線波束無機械旋轉(zhuǎn)臺條件下二維覆蓋，本發(fā)明的實施例提供旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列，所述旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列由至少兩個波導縫隙天線，所述波導縫隙天線中心在同一條直線，從第二根波導開始，各波導縫隙天線依次繞中心所在直線旋轉(zhuǎn)一個角度，旋轉(zhuǎn)角度構成等差數(shù)列，波導可以從任意一邊開始計數(shù)。

如圖4，圖5所示，在本實施例中，采用31根波導縫隙天線，相鄰波導縫隙天線之間的夾角為3°，具體制作方法為：將31根波導縫隙天線沿窄邊并列排布，縫隙不遮擋，形成波導縫隙天線陣列；將第2至31個波導縫隙天線繞波導縫隙天線陣列的軸線旋轉(zhuǎn)3°；再將第3至31個波導縫隙天線繞波導縫隙天線陣列的軸線旋轉(zhuǎn)3°，直至31個波導縫隙天線繞波導縫隙天線陣列的軸線旋轉(zhuǎn)3°；形成旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列。

在本發(fā)明的其他實施例中，還可以提供圖6所示的安裝工裝，所述安裝工裝可以為矩形工裝，矩形工裝上每根波導對應位置處開槽，使得單根波導可以以確定的角度安裝在工裝上，如此依次將每根波導安裝在工裝上，形成波導縫隙天線陣列。

圖7為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的h面增益方向圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的輻射三維圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列的三維方向圖在正弦坐標系下的投影。結(jié)合圖7至圖9，可以看出本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)布陣波導縫隙天線陣列通過旋轉(zhuǎn)方式排布波導縫隙天線，可以沿窄邊h面將不同波導的輻射方向圖并排，從而使天線陣列形成一個梳狀的輻射方向圖，實現(xiàn)二維±45°范圍內(nèi)高增益覆蓋，本發(fā)明的天線實現(xiàn)在[-46.3，47.1]的范圍內(nèi)，增益大于17db。

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。