波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于微波天線技術，涉及雙頻段陣列天線的設計。
【背景技術】
[0002]隨著戰(zhàn)場環(huán)境的復雜程度日益提高，在星載、機載、艦載、彈載等載機平臺中對雷達的功能要求越來越多，且由于這些載機平臺體積受限，對雷達的體積和重量要求也十分苛刻。因此，隨著電路集成度和處理機能力的提高，多功能孔徑綜合雷達的發(fā)展越來越迫切，在這種裝機環(huán)境下，單頻段雷達逐漸不能適應載機平臺的要求，而是需要多種頻段的雷達以滿足不同的工作需要。如在大多數(shù)機載環(huán)境下需要雷達具有遠程探測、中程監(jiān)視、火控、跟蹤識別、氣象探測、地面成像、敵我識別、導航以及電子支援等功能等。直升機裝機環(huán)境下，還需要雷達實現(xiàn)中遠程氣象探測和近程低空障礙物探測回避等功能以保障飛行安全。在雷達裝機平臺空間受限的情況下，為實現(xiàn)雷達的多種功能而配備多種不同的天線顯得十分困難。若采用多頻段工作的共孔徑復合天線陣列天線，可有效提高雷達孔徑利用率，減少天線數(shù)量，降低天線重量，便于多功能雷達的實現(xiàn)以滿足載機平臺的應用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明創(chuàng)造的目的
[0004]本發(fā)明的目的是在同一孔徑下將不同工作頻段下的雷達天線進行共孔徑復合，且低頻段采用小型化微帶開槽陣列實現(xiàn)寬帶性能，高頻段采用波導縫陣降低天線損耗，最終實現(xiàn)低頻段和高頻段兩個頻段的天線孔徑復用，提高天線陣面集成度，減小天線的體積和重量。
[0005]技術方案
[0006]波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列，包括高頻段波導縫隙陣列1、低頻段微帶天線輻射陣列2、高頻段波導饋電結構3以及低頻段微帶饋電結構4。低頻段微帶天線輻射線陣2采用端射開槽天線，用帶狀線實現(xiàn)方位功分；高頻段波導縫隙陣列I采用波導寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導饋電，每條端射開槽天線位于波導寬邊縫陣的兩根相鄰波導之間，端射開槽天線高出波導寬邊縫陣的高度為:高頻段波導縫隙陣列I的波長的70% -80%。
[0007]發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點和用途
[0008]波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列由于采用波導縫陣和微帶開槽陣列共孔徑復合設計技術，綜合考慮了低頻段天線與高頻段天線之間的遮擋、互耦、損耗和柵瓣等問題，較大程度的實現(xiàn)了兩個波段天線的共孔徑復合，可有效實現(xiàn)低頻段和高頻段兩個頻段的天線孔徑復用，減小天線的體積和重量。
[0009]本波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列可有效應用于需要實現(xiàn)兩個頻段功能且體積重量受限的多功能雷達中。
[0010]附圖和【附圖說明】
[0011]圖1是雙頻段共孔徑復合天線陣列俯視圖；
[0012]圖2是雙頻段共孔徑復合天線陣列端視圖；
[0013]圖3是雙頻段共孔徑復合天線陣列側視剖面圖；
[0014]圖4低頻段天線輻射方向圖；橫軸表示低頻段天線輻射角度，縱軸表示天線增益。
[0015]圖5高頻段天線輻射方向圖，橫軸表示高頻段天線輻射角度，縱軸表示天線增益。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0017]波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列包括高頻段波導縫隙陣列1、低頻段微帶天線輻射陣列2、高頻段波導饋電結構3以及低頻段微帶饋電結構4。低頻段微帶天線輻射線陣2采用端射開槽天線，用帶狀線實現(xiàn)方位功分；高頻段波導縫隙陣列I采用波導寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導饋電，每條端射開槽天線位于波導寬邊縫陣的兩根相鄰波導之間，端射開槽天線高出波導寬邊縫陣的高度為:高頻段波導縫隙陣列I的波長的70% -80%。
[0018]波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列包括高頻段波導縫隙陣列
1、低頻段微帶天線輻射陣列2、高頻段波導饋電結構3以及低頻段微帶饋電結構4。低頻段微帶天線輻射線陣2采用端射開槽天線，用帶狀線實現(xiàn)方位功分；高頻段波導縫隙陣列I采用波導寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導饋電。高頻段波導縫隙陣列I由N根波導寬邊輻射線源5按照間距d依次排列構成；低頻段微帶天線輻射陣列2由M條端射開槽天線線源6按照間距D依次排列組成，每條端射開槽天線線源6均位于相鄰的兩根波導寬邊輻射線源5之間。d和D的關系為:d = D/3 ;M與N的關系為:M = N/3+1。
[0019]每條端射開槽天線線源6位于相鄰的兩根波導寬邊輻射線源5之間，端射開槽天線線源6高出波導寬邊輻射陣面I的高度H為:高頻段波導縫隙陣列I的波長的70% -80%。
[0020]本發(fā)明的工作原理是:天線工作在發(fā)射狀態(tài)時，高頻段微波信號經(jīng)波導功分器饋電給波導縫陣，按照設計的幅度分布進行加權后向空間輻射出去，實現(xiàn)天線高頻段微波信號的發(fā)射；低頻段微波信號經(jīng)微帶功分器饋電給微帶陣列，按照設計的幅度分布進行加權后向空間輻射出去，實現(xiàn)天線低頻段微波信號的發(fā)射，完成天線兩個頻段的微波信號接收；天線工作在接收狀態(tài)時，高頻段微波信號經(jīng)天線陣面接收后饋電給后一級波導功分器；波導功分器饋電給波導縫陣，低頻段微波信號經(jīng)天線陣面接收后饋電給后一級微帶功分器；完成天線兩個頻段的微波信號接收。將該發(fā)明的線陣，每條加上移相器或收發(fā)組件，即可實現(xiàn)無源相控陣掃描或有源相控陣雷達掃描。
[0021]具體實施例
[0022]圖1?圖3是本發(fā)明的一個實施例，實施例中N = 45，M = 16，d為頻段波導縫隙陣列I的波長的83%，H為高頻段波導縫隙陣列I的波長的75%。
[0023]圖4?圖5給出波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列結構的方向圖仿真結果。
【主權項】
1.波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列，包括高頻段波導縫隙陣列[I]、低頻段微帶天線輻射陣列[2]、高頻段波導饋電結構[3]以及低頻段微帶饋電結構[4];低頻段微帶天線輻射線陣[2]采用端射開槽天線，用帶狀線實現(xiàn)方位功分；高頻段波導縫隙陣列[I]采用波導寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導饋電，每條端射開槽天線位于波導寬邊縫陣的兩根相鄰波導之間，端射開槽天線高出波導寬邊縫陣的高度為:高頻段波導縫隙陣列[I]的波長的70% -80%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于微波天線技術，涉及雙頻段陣列天線的設計。波導縫陣和微帶開槽陣列雙頻段共孔徑復合天線陣列，包括高頻段波導縫隙陣列[1]、低頻段微帶天線輻射陣列[2]、高頻段波導饋電結構[3]以及低頻段微帶饋電結構[4]；低頻段微帶天線輻射線陣[2]采用端射開槽天線，用帶狀線實現(xiàn)方位功分；高頻段波導縫隙陣列[1]采用波導寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導饋電，每條端射開槽天線位于波導寬邊縫陣的兩根相鄰波導之間，端射開槽天線高出波導寬邊縫陣的高度為：高頻段波導縫隙陣列[1]的波長的70％-80％。本發(fā)明考慮了低頻段天線與高頻段天線之間的遮擋、互耦、損耗和柵瓣等問題，實現(xiàn)了兩個波段天線的共孔徑復合，可有效實現(xiàn)低頻段和高頻段兩個頻段的天線孔徑復用。
【IPC分類】H01Q13/10, H01Q21/24
【公開號】CN105680183
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】尤立志, 王旭剛, 沈靜
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月20日