CN107342454A - 一种波导缝隙阵列天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波导缝隙阵列天线，包括馈电层和辐射层，馈电层位于辐射层下方，辐射层包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元，第一辐射单元包括第一金属平板以及设置在第一金属平板上的第一辐射阵列，第二辐射单元包括第二金属平板以及设置在第二金属平板上的第二辐射阵列，第三辐射单元包括第三金属平板以及设置在第三金属平板上的第三辐射阵列，第四辐射单元包括第四金属平板以及设置在第四金属平板上的第四辐射阵列；优点是在保证具有宽频带和高增益的基础上，具有较低的副瓣和较小的成本，且能够实现小型化。

Description

一种波导缝隙阵列天线
技术领域
本发明涉及一种阵列天线，尤其是涉及一种波导缝隙阵列天线。
背景技术
近年来，在雷达、通信、遥感遥测、空间技术等领域，高灵敏度、宽频带和低剖面、低副瓣的高性能阵列天线由于具有多频段、低成本的特点得到了广泛的应用。目前常用的阵列天线形式主要有微带阵列天线和波导缝隙阵列天线。
微带阵列天线具有剖面低、成本低、重量轻和易加工等特性，但是当频率升高或天线阵列规模变大时，微带阵列天线导体损耗和介质损耗导致其插损增大。由此，虽然微带阵列天线可以实现宽频带，但是其无法同时实现高频率、高效率和高增益。
波导缝隙阵列天线是通过在波导管的导体壁上切开一条或数条缝隙，切断内壁上的电流线，在缝隙处波导内壁表面电流的一部分会绕过缝隙，而另一部分沿原方向以位移电流的形式流过缝隙，缝隙口处的电力线产生辐射的。波导缝隙阵列天线具有导体损耗低、高效率和性能稳定等特性。现有的波导缝隙阵列天线分为波导缝隙行波阵列天线和波导缝隙驻波阵列天线两种，但是波导缝隙行波阵天线波束指向随频率变化，导致天线波束在宽频带范围内指向不一致，只能在极窄的带宽内应用，频带无法展宽；波导缝隙驻波阵由于本质上是谐振天线，一旦频率偏离谐振频率，方向图、副瓣电平等电性能指标会发生明显恶化，从而导致波导缝隙驻波阵天线只适用于窄频带应用，且带宽与阵列天线规模成反比。
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。传统的波导缝隙阵列天线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，增加极化层能够使电场极化方向沿金属条带旋转方向旋转，对于方形阵列天线而言，斜对角线方向的能量具有良好的锥削分布，将天线沿主轴旋转45°，通过加载45°极化层，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％。另外，传统的波导缝隙阵列天线的波导宽边与频率成反比，频率较低时宽边较大无法保证小型化，且对馈电与辐射阵面加工焊接要求高，加工精度无法保证，所以难以批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证具有宽频带和高增益的基础上，具有较低的副瓣和较小的成本，且能够实现小型化的波导缝隙阵列天线。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种波导缝隙阵列天线，包括馈电层和辐射层，所述的馈电层位于所述的辐射层下方，所述的辐射层包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元；所述的第一辐射单元包括第一金属平板以及设置在所述的第一金属平板上的第一辐射阵列，所述的第一辐射阵列包括间隔设置的n2个辐射腔，n＝2k，k为大于等于2的正整数，所述的辐射腔为设置在所述的第一金属平板上表面的矩形凹腔，n2个所述的辐射腔按照n行×n列的方式分布在所述的第一金属板上，所述的辐射腔的前侧壁的中部和后侧壁的中部各设置有第一匹配板，所述的辐射腔的左侧壁的中部和右侧壁的中部各设置有第二匹配板，将所述的辐射腔的前侧壁方向作为长度方向，所述的辐射腔的左侧壁方向作为宽度方向，所述的第一匹配板与所述的第二匹配板的高度等于所述的辐射腔的高度，所述的第一匹配板的上端面和所述的第二匹配板的上端面与所述的第一金属平板的上端面位于同一平面上，所述的第一匹配板的长度不超过所述的辐射腔长度的五分之一，所述的第一匹配板的宽度不超过所述的辐射腔宽度的五分之一，所述的第二匹配板的长度不超过所述的辐射腔长度的五分之一，所述的第一匹配板的宽度不超过所述的辐射腔宽度的三分之一，每个所述的辐射腔的底端设置有延伸到所述的第一金属平板下表面的输入端口，所述的输入端口为矩形口，所述的输入端口的前侧壁平行于所述的辐射腔的前侧壁，所述的输入端口的左侧壁平行于所述的辐射腔的左侧壁，所述的输入端口的中心与所述的辐射腔的中心重叠，所述的输入端口的长度小于两个所述的第二匹配板之间的距离，所述的输入端口的宽度小于两个所述的第一匹配板之间的距离；所述的第二辐射单元包括第二金属平板以及设置在所述的第二金属平板上的第二辐射阵列，所述的第二辐射阵列包括n2个间隔设置的第一辐射组，n2个所述的第一辐射组按照n行×n列的方式排布在所述的第二金属平板上，n2个所述的第一辐射组与n2个所述的辐射腔一一对应连通，所述的第一辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第一辐射孔，所述的第一辐射孔为从所述的第二金属平板的上表面延伸到所述的第二金属平板的下表面的矩形孔，每个所述的第一辐射组中的四个第一辐射孔位于与其对应连通的辐射腔的正上方，其中，位于第1行的两个所述的第一辐射孔的前侧壁与所述的辐射腔的前侧壁齐平，位于第2行的两个所述的第一辐射孔的后侧壁与所述的辐射腔的后侧壁齐平，位于第1列的两个所述的第一辐射孔的左侧壁与所述的辐射腔的左侧壁齐平，位于第2列的两个所述的第一辐射孔的右侧壁与所述的辐射腔的右侧壁齐平；所述的第三辐射单元包括第三金属平板以及设置在所述的第三金属平板上的第三辐射阵列，所述的第三辐射阵列包括n2个间隔设置的第二辐射组，n2个所述的第二辐射组按照n行×n列的方式排布在所述的第三金属平板上，n2个所述的第二辐射组与n2个所述的第一辐射组一一对应连通，所述的第二辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第二辐射孔，所述的第二辐射孔为从所述的第三金属平板的上表面延伸到所述的第三金属平板的下表面的矩形孔，所述的第二辐射组中四个第二辐射孔绕其中心顺时针旋转22.5度后和与其连通的第一辐射组中的四个第一辐射孔一一对应完全重叠；所述的第四辐射单元包括第四金属平板以及设置在所述的第四金属平板上的第四辐射阵列，所述第四辐射阵列包括间隔n2个设置的第三辐射组，n2个所述的第三辐射组按照n行×n列的方式排布在所述的第四金属平板上，n2个所述第三辐射组与n2个所述第二辐射组一一对应相通，所述的第三辐射组包括2行×2列间隔排布的四个第三辐射孔，所述的第三辐射孔为从所述的第四金属平板的上表面延伸到所述的第四金属平板的下表面的矩形孔，所述的第三辐射组中四个第三辐射孔和与其对应的第二辐射组中的四个第二辐射孔一一对应相通，且相通的第三辐射孔和第二辐射孔中心重叠，该第三辐射孔相对于该第二辐射孔绕其中心逆时针偏转22.5度，所述的第三辐射孔的长度大于所述的第二辐射孔的长度且小于1.5倍的所述第二辐射孔的长度，所述第三辐射孔的宽度大于2倍的所述第二辐射孔的宽度且小于3倍的所述第二辐射孔的宽度；每个所述的第三辐射孔中设置有矩形的金属条，所述的金属条的左端面和所述的第三辐射孔的左侧壁连接，所述的金属条的右端面和所述的第三辐射孔的右侧壁连接，所述的金属条的前端面到所述的第三辐射孔的前侧壁的距离等于所述的金属条的后端面到所述的第三辐射孔的后侧壁的距离，所述的金属条的上端面与所述的第四金属平板得上端面位于同一平面上，所述的金属条的高度小于所述的第三辐射孔的高度，所述的金属条的宽度不超过所述第三辐射孔的宽度的三分之一，所述的金属条的长度与所述第三辐射孔的长度相等；所述的第一金属平板、所述的第二金属平板、所述的第三金属平板和所述的第四金属平板为长度和宽度相等的矩形板，且四者边沿对齐。。
所述的馈电层包括个H型单脊波导功分网络、两个矩形波导-单脊波导转换器和E面波导功分器，所述的H型单脊波导功分网络具有一个输入端和四个输出端，所述的矩形波导-单脊波导转换器具有矩形波导输入端和单脊波导输出端，个所述的H型单脊波导功分网络均匀分布形成的第1级馈电网络阵列，将所述的第1级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第1级H型单脊波导功分网络单元，所述的第1级馈电网络阵列包括个第1级H型单脊波导功分网络单元，每个所述的第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；连接个所述的第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端的H型单脊波导功分网络构成的第2级馈电网络阵列，将所述的第2级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第2级H型单脊波导功分网络单元，所述的第2级馈电网络阵列包括个第2级H型单脊波导功分网络单元，每个所述的第2级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；以此类推，直至仅包括4个H型单脊波导功分网络的第k-1级H型单脊波导功分网络单元构成，所述的第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端也通过一个H型单脊波导功分网络连接，两个所述的矩形波导-单脊波导转换器的单脊波导输出口分别与连接所述的第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的一个H型单脊波导功分网络的输入端连接，两个所述的矩形波导-单脊波导转换器的矩形波导输入端分别与所述的E面波导功分器的输出端连接，所述的E面波导功分器的输入端为所述的阵列天线的输入端，所述的第1级馈电网络中的每个H型单脊波导功分网络的四个输出端分别设置有单脊波导-矩形波导转换器，n2个所述的单脊波导-矩形波导转换器与所述的第一辐射单元中n2个输入端口一一对应连接。该结构中，馈电层利用H型单脊矩形波导功分器采用输入和输出同向结构，结构紧凑，能够降低截止频率，扩宽主模带宽，实现了阵列天线超宽带高效率馈电，在给定频率下H型单脊矩形波导可以消减宽边尺寸，降低天线重量，利于实现小型化。
所述的矩形波导-单脊波导转换器包括第一矩形金属块，所述的第一矩形金属块上从前往后依次设置有矩形波导输入口、第一矩形空腔和第二矩形空腔，所述的矩形波导输入口设置在所述的第一矩形金属块的前端面上，所述的矩形波导输入口和所述的第一矩形空腔连通，所述的第一矩形空腔的后端和所述的第二矩形空腔的前端连通，所述的第一矩形空腔的上侧壁和所述的第二矩形空腔的上侧壁位于同一平面，所述的第一矩形空腔的下侧壁和所述的第二矩形空腔的下侧壁位于同一平面，所述的第一矩形空腔的长度大于所述的第二矩形空腔的长度，所述的第一矩形空腔内设置有第一H面台阶和第二H面台阶，所述的第一H面台阶的上端面与所述的第一矩形空腔的上侧壁位于同一平面，所述的第一H面台阶的下端面与所述的第二H面台阶的上端面贴合连接，所述的第一H面台阶的前端面和所述的第二H面台阶的前端面设置在所述的第一矩形金属块的前端面上，所述的第一H面台阶的左端面与所述的第一矩形空腔的左侧壁连接，所述的第一H面台阶的右端面与所述的第一矩形空腔的右侧壁连接，所述的第二H面台阶的左端面与所述的第一矩形空腔的左侧壁连接，所述的第二H面台阶的右端面与所述的第一矩形空腔的右侧壁连接，所述的第二H面台阶的长度小于所述的第一矩形空腔的长度，所述的第二H面台阶的长度小于所述的第一H面台阶的长度，所述的矩形波导输入口的上端与所述的第二H面台阶的下端面位于同一平面，所述的矩形波导输入口的下端面与所述的第一矩形空腔的下侧壁位于同一平面，所述的矩形波导输入口的宽度和所述的第一矩形空腔的宽度相等，所述的第一矩形金属块的后端面设置有延伸到所述的第二矩形空腔处的单脊波导输出口，所述的单脊波导输出口为矩形，所述的单脊波导输出口与所述的第二矩形空腔连通，所述的单脊波导输出口的高度等于所述的第二矩形空腔的高度，所述的单脊波导输出口的宽度小于所述的第二矩形空腔的宽度，所述的单脊波导输出口的底部中心设置有设有延伸到所述第一矩形空腔中的第一脊阶梯，所述的第一脊阶梯包括依次连接的第一脊台阶、第二脊台阶和第三脊台阶，所述的第一脊台阶、所述的第二脊台阶和所述的第三脊台阶均为矩形，所述的第一脊台阶的前端面位于所述的第一矩形空腔内，所述的第一脊台阶的后端面位于所述的第二矩形空腔内，所述的第二脊台阶的前端面与所述的第一脊台阶的后端面贴合连接，所述的第二脊台阶的前端面与所述的第二矩形空腔的后端面齐平，所述的第三脊台阶的前端面和所述的第二脊台阶的后端面贴合连接，所述的第三脊台阶的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第三脊台阶的高度低于所述的单脊波导输出口的高度，所述的第二脊台阶的高度低于所述的第三脊台阶的高度，所述的第一脊台阶的高度低于所述的第二脊台阶的高度。该结构中，第一矩形空腔、第二矩形空腔、第一H面台阶、第二H面台阶、第一脊台阶、第二脊台阶和第三脊台阶用于阻抗匹配，降低因结构的不连续性带来的回波损耗，使该结构具有良好的宽带传输特性。
所述的单脊波导-矩形波导转换器包括第二矩形金属块，所述的第二矩形金属块内设置有第三矩形空腔，所述的第三矩形空腔的左侧设置有第一E面台阶与第二E面台阶，所述的第一E面台阶的高度低于所述的第三矩形空腔的高度，所述的第一E面台阶与所述的第三矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，所述的第二E面台阶位于所述的第一E面台阶上，所述的第二E面台阶的下表面和所述的第一E面台阶的上表面贴合连接，所述的第二E面台阶宽度小于所述第一E面台阶的宽度，所述的第二E面台阶与所述的第三矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，所述的第三矩形空腔的右侧设置有第三H面台阶，所述的第三H面台阶与所述的第三矩形空腔的右侧壁和后侧壁连接，所述的第三H面台阶的高度与所述的第三矩形空腔的高度相等，所述的第二矩形金属块的上表面设置有与所述的第三矩形空腔相通的矩形波导输出口，所述的第二矩形金属块的前侧面上设置有单脊波导输入口，所述的单脊波导输入口与所述的第三矩形空腔连通，所述的单脊波导输入口的高度与所述的第三矩形空腔的高度相等，所述的单脊波导输入口的底面与所述的第三矩形空腔的底面位于同一平面上，所述的单脊波导输入口的底面设置有延伸到所述的第三矩形空腔底面上的第二脊阶梯，所述的第二脊阶梯包括依次连接的第四脊台阶和第五脊台阶，所述的第四脊台阶的高度大于所述的第五脊台阶的高度，所述的第四脊台阶的高度小于所述的第三矩形空腔的高度。该结构中，单脊波导-矩形波导转换器在单脊波导与矩形波导相接处设置有第一脊阶梯，在矩形波导H面弯角处设置有与矩形波导等高的第三H面台阶，在矩形波导E面弯角处设置有第一E面台阶和第二E面台阶，第二脊阶梯、第一E面台阶、第二E面台阶与第三H面台阶用于阻抗匹配，降低因结构的不连续性带来的回波损耗，使该结构具有良好的宽带传输特性。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过通过采用第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元构成辐射层，第一辐射单元包括第一金属平板以及设置在第一金属平板上的第一辐射阵列，第一辐射阵列包括间隔设置的n2个辐射腔，n＝2k，k为大于等于2的正整数，辐射腔为设置在第一金属平板上表面的矩形凹腔，n2个辐射腔按照n行×n列的方式分布在第一金属板上，辐射腔的前侧壁的中部和后侧壁的中部各设置有第一匹配板，辐射腔的左侧壁的中部和右侧壁的中部各设置有第二匹配板，将辐射腔的前侧壁方向作为长度方向，辐射腔的左侧壁方向作为宽度方向，第一匹配板与第二匹配板的高度等于辐射腔的高度，第一匹配板的上端面和第二匹配板的上端面与第一金属平板的上端面位于同一平面上，第一匹配板的长度不超过辐射腔长度的五分之一，第一匹配板的宽度不超过辐射腔宽度的五分之一，第二匹配板的长度不超过辐射腔长度的五分之一，第一匹配板的宽度不超过辐射腔宽度的三分之一，每个辐射腔的底端设置有延伸到第一金属平板下表面的输入端口，输入端口为矩形口，输入端口的前侧壁平行于辐射腔的前侧壁，输入端口的左侧壁平行于辐射腔的左侧壁，输入端口的中心与辐射腔的中心重叠，输入端口的长度小于两个第二匹配板之间的距离，输入端口的宽度小于两个第一匹配板之间的距离；第二辐射单元包括第二金属平板以及设置在第二金属平板上的第二辐射阵列，第二辐射阵列包括n2个间隔设置的第一辐射组，n2个第一辐射组按照n行×n列的方式排布在第二金属平板上，n2个第一辐射组与n2个辐射腔一一对应连通，第一辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第一辐射孔，第一辐射孔为从第二金属平板的上表面延伸到第二金属平板的下表面的矩形孔，每个第一辐射组中的四个第一辐射孔位于与其对应连通的辐射腔的正上方，其中，位于第1行的两个第一辐射孔的前侧壁与辐射腔的前侧壁齐平，位于第2行的两个第一辐射孔的后侧壁与辐射腔的后侧壁齐平，位于第1列的两个第一辐射孔的左侧壁与辐射腔的左侧壁齐平，位于第2列的两个第一辐射孔的右侧壁与辐射腔的右侧壁齐平；第三辐射单元包括第三金属平板以及设置在第三金属平板上的第三辐射阵列，第三辐射阵列包括n2个间隔设置的第二辐射组，n2个第二辐射组按照n行×n列的方式排布在第三金属平板上，n2个第二辐射组与n2个第一辐射组一一对应连通，第二辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第二辐射孔，第二辐射孔为从第三金属平板的上表面延伸到第三金属平板的下表面的矩形孔，第二辐射组中四个第二辐射孔绕其中心顺时针旋转22.5度后和与其连通的第一辐射组中的四个第一辐射孔一一对应完全重叠；第四辐射单元包括第四金属平板以及设置在第四金属平板上的第四辐射阵列，所述第四辐射阵列包括间隔n2个设置的第三辐射组，n2个第三辐射组按照n行×n列的方式排布在第四金属平板上，n2个所述第三辐射组与n2个所述第二辐射组一一对应相通，第三辐射组包括2行×2列间隔排布的四个第三辐射孔，第三辐射孔为从第四金属平板的上表面延伸到第四金属平板的下表面的矩形孔，第三辐射组中四个第三辐射孔和与其对应的第二辐射组中的四个第二辐射孔一一对应相通，且相通的第三辐射孔和第二辐射孔中心重叠，该第三辐射孔相对于该第二辐射孔绕其中心逆时针偏转22.5度，第三辐射孔的长度大于第二辐射孔的长度且小于1.5倍的所述第二辐射孔的长度，所述第三辐射孔的宽度大于2倍的所述第二辐射孔的宽度且小于3倍的所述第二辐射孔的宽度；每个第三辐射孔中设置有矩形的金属条，金属条的左端面和第三辐射孔的左侧壁连接，金属条的右端面和第三辐射孔的右侧壁连接，金属条的前端面到第三辐射孔的前侧壁的距离等于金属条的后端面到第三辐射孔的后侧壁的距离，金属条的上端面与第四金属平板得上端面位于同一平面上，金属条的高度小于第三辐射孔的高度，金属条的宽度不超过所述第三辐射孔的宽度的三分之一，金属条的长度与所述第三辐射孔的长度相等；第一金属平板、第二金属平板、第三金属平板和第四金属平板为长度和宽度相等的矩形板，且四者边沿对齐，通过辐射腔、第一辐射孔、第二辐射孔和第三辐射孔的配合，在省去了极化层的基础上，使能够在宽频带传输的条件下得到较高的增益和极低的副瓣，第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元分层设置，可以防止信号泄露，降低加工要求和装配要求，容易实现更好的精度，有利于实现低剖面，小型化的设计而且此种加工方式易于安装又轻便，同时降低了成本，适合批量生产。
附图说明
图1为本发明的波导缝隙阵列天线的局部剖视图；
图2为本发明的波导缝隙阵列天线的分解图一；
图3为本发明的波导缝隙阵列天线的分解图二；
图4为本发明的波导缝隙阵列天线的辐射层的结构图；
图5(a)为本发明的波导缝隙阵列天线的第一辐射单元的结构图；
图5(b)为本发明的波导缝隙阵列天线的第一辐射单元的的辐射腔的结构图；
图6为本发明的波导缝隙阵列天线的第二辐射单元的结构图；
图7为本发明的波导缝隙阵列天线的第三辐射单元的结构图；
图8为本发明的波导缝隙阵列天线的第四辐射单元的结构图；
图9为本发明的波导缝隙阵列天线的第四辐射单元中第三辐射孔的结构图；
图10为本发明的波导缝隙阵列天线的馈电层的结构图；
图11(a)为本发明的波导缝隙阵列天线的矩形波导-单脊波导转换器的结构图一；
图11(b)为本发明的波导缝隙阵列天线的矩形波导-单脊波导转换器的结构图二；
图12为本发明的波导缝隙阵列天线的矩形波导-单脊波导转换器的内部结构图；
图13为本发明的波导缝隙阵列天线的单脊波导-矩形波导转换器的结构图；
图14为本发明的波导缝隙阵列天线的单脊波导-矩形波导转换器的内部结构图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图1-图9所示，一种波导缝隙阵列天线，包括馈电层1和辐射层2，馈电层1位于辐射层2下方，辐射层2包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元；第一辐射单元包括第一金属平板3以及设置在第一金属平板3上的第一辐射阵列，第一辐射阵列包括间隔设置的n2个辐射腔4，n＝2k，k为大于等于2的正整数，辐射腔4为设置在第一金属平板3上表面的矩形凹腔，n2个辐射腔4按照n行×n列的方式分布在第一金属板上，辐射腔4的前侧壁的中部和后侧壁的中部各设置有第一匹配板5，辐射腔4的左侧壁的中部和右侧壁的中部各设置有第二匹配板6，将辐射腔4的前侧壁方向作为长度方向，辐射腔4的左侧壁方向作为宽度方向，第一匹配板5与第二匹配板6的高度等于辐射腔4的高度，第一匹配板5的上端面和第二匹配板6的上端面与第一金属平板3的上端面位于同一平面上，第一匹配板5的长度不超过辐射腔4长度的五分之一，第一匹配板5的宽度不超过辐射腔4宽度的五分之一，第二匹配板6的长度不超过辐射腔4长度的五分之一，第一匹配板5的宽度不超过辐射腔4宽度的三分之一，每个辐射腔4的底端设置有延伸到第一金属平板3下表面的输入端口7，输入端口7为矩形口，输入端口7的前侧壁平行于辐射腔4的前侧壁，输入端口7的左侧壁平行于辐射腔4的左侧壁，输入端口7的中心与辐射腔4的中心重叠，输入端口7的长度小于两个第二匹配板6之间的距离，输入端口7的宽度小于两个第一匹配板5之间的距离；第二辐射单元包括第二金属平板8以及设置在第二金属平板8上的第二辐射阵列，第二辐射阵列包括n2个间隔设置的第一辐射组，n2个第一辐射组按照n行×n列的方式排布在第二金属平板8上，n2个第一辐射组与n2个辐射腔4一一对应连通，第一辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第一辐射孔9，第一辐射孔9为从第二金属平板8的上表面延伸到第二金属平板8的下表面的矩形孔，每个第一辐射组中的四个第一辐射孔9位于与其对应连通的辐射腔4的正上方，其中，位于第1行的两个第一辐射孔9的前侧壁与辐射腔4的前侧壁齐平，位于第2行的两个第一辐射孔9的后侧壁与辐射腔4的后侧壁齐平，位于第1列的两个第一辐射孔9的左侧壁与辐射腔4的左侧壁齐平，位于第2列的两个第一辐射孔9的右侧壁与辐射腔4的右侧壁齐平；第三辐射单元包括第三金属平板10以及设置在第三金属平板10上的第三辐射阵列，第三辐射阵列包括n2个间隔设置的第二辐射组，n2个第二辐射组按照n行×n列的方式排布在第三金属平板10上，n2个第二辐射组与n2个第一辐射组一一对应连通，第二辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第二辐射孔11，第二辐射孔11为从第三金属平板10的上表面延伸到第三金属平板10的下表面的矩形孔，第二辐射组中四个第二辐射孔11绕其中心顺时针旋转22.5度后和与其连通的第一辐射组中的四个第一辐射孔9一一对应完全重叠；第四辐射单元包括第四金属平板12以及设置在第四金属平板12上的第四辐射阵列，所述第四辐射阵列包括间隔n2个设置的第三辐射组，n2个第三辐射组按照n行×n列的方式排布在第四金属平板12上，n2个所述第三辐射组与n2个所述第二辐射组一一对应相通，第三辐射组包括2行×2列间隔排布的四个第三辐射孔13，第三辐射孔13为从第四金属平板12的上表面延伸到第四金属平板12的下表面的矩形孔，第三辐射组中四个第三辐射孔13和与其对应的第二辐射组中的四个第二辐射孔11一一对应相通，且相通的第三辐射孔13和第二辐射孔11中心重叠，该第三辐射孔13相对于该第二辐射孔11绕其中心逆时针偏转22.5度，第三辐射孔13的长度大于第二辐射孔11的长度且小于1.5倍的所述第二辐射孔11的长度，所述第三辐射孔13的宽度大于2倍的所述第二辐射孔11的宽度且小于3倍的所述第二辐射孔11的宽度；每个第三辐射孔13中设置有矩形的金属条，金属条的左端面和第三辐射孔13的左侧壁连接，金属条的右端面和第三辐射孔13的右侧壁连接，金属条的前端面到第三辐射孔13的前侧壁的距离等于金属条的后端面到第三辐射孔13的后侧壁的距离，金属条的上端面与第四金属平板12得上端面位于同一平面上，金属条的高度小于第三辐射孔13的高度，金属条的宽度不超过所述第三辐射孔13的宽度的三分之一，金属条的长度与所述第三辐射孔13的长度相等；第一金属平板3、第二金属平板8、第三金属平板10和第四金属平板12为长度和宽度相等的矩形板，且四者边沿对齐。。
实施例二：如图1-图9所示，一种波导缝隙阵列天线，包括馈电层1和辐射层2，馈电层1位于辐射层2下方，辐射层2包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元；第一辐射单元包括第一金属平板3以及设置在第一金属平板3上的第一辐射阵列，第一辐射阵列包括间隔设置的n2个辐射腔4，n＝2k，k为大于等于2的正整数，辐射腔4为设置在第一金属平板3上表面的矩形凹腔，n2个辐射腔4按照n行×n列的方式分布在第一金属板上，辐射腔4的前侧壁的中部和后侧壁的中部各设置有第一匹配板5，辐射腔4的左侧壁的中部和右侧壁的中部各设置有第二匹配板6，将辐射腔4的前侧壁方向作为长度方向，辐射腔4的左侧壁方向作为宽度方向，第一匹配板5与第二匹配板6的高度等于辐射腔4的高度，第一匹配板5的上端面和第二匹配板6的上端面与第一金属平板3的上端面位于同一平面上，第一匹配板5的长度不超过辐射腔4长度的五分之一，第一匹配板5的宽度不超过辐射腔4宽度的五分之一，第二匹配板6的长度不超过辐射腔4长度的五分之一，第一匹配板5的宽度不超过辐射腔4宽度的三分之一，每个辐射腔4的底端设置有延伸到第一金属平板3下表面的输入端口7，输入端口7为矩形口，输入端口7的前侧壁平行于辐射腔4的前侧壁，输入端口7的左侧壁平行于辐射腔4的左侧壁，输入端口7的中心与辐射腔4的中心重叠，输入端口7的长度小于两个第二匹配板6之间的距离，输入端口7的宽度小于两个第一匹配板5之间的距离；第二辐射单元包括第二金属平板8以及设置在第二金属平板8上的第二辐射阵列，第二辐射阵列包括n2个间隔设置的第一辐射组，n2个第一辐射组按照n行×n列的方式排布在第二金属平板8上，n2个第一辐射组与n2个辐射腔4一一对应连通，第一辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第一辐射孔9，第一辐射孔9为从第二金属平板8的上表面延伸到第二金属平板8的下表面的矩形孔，每个第一辐射组中的四个第一辐射孔9位于与其对应连通的辐射腔4的正上方，其中，位于第1行的两个第一辐射孔9的前侧壁与辐射腔4的前侧壁齐平，位于第2行的两个第一辐射孔9的后侧壁与辐射腔4的后侧壁齐平，位于第1列的两个第一辐射孔9的左侧壁与辐射腔4的左侧壁齐平，位于第2列的两个第一辐射孔9的右侧壁与辐射腔4的右侧壁齐平；第三辐射单元包括第三金属平板10以及设置在第三金属平板10上的第三辐射阵列，第三辐射阵列包括n2个间隔设置的第二辐射组，n2个第二辐射组按照n行×n列的方式排布在第三金属平板10上，n2个第二辐射组与n2个第一辐射组一一对应连通，第二辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第二辐射孔11，第二辐射孔11为从第三金属平板10的上表面延伸到第三金属平板10的下表面的矩形孔，第二辐射组中四个第二辐射孔11绕其中心顺时针旋转22.5度后和与其连通的第一辐射组中的四个第一辐射孔9一一对应完全重叠；第四辐射单元包括第四金属平板12以及设置在第四金属平板12上的第四辐射阵列，所述第四辐射阵列包括间隔n2个设置的第三辐射组，n2个第三辐射组按照n行×n列的方式排布在第四金属平板12上，n2个所述第三辐射组与n2个所述第二辐射组一一对应相通，第三辐射组包括2行×2列间隔排布的四个第三辐射孔13，第三辐射孔13为从第四金属平板12的上表面延伸到第四金属平板12的下表面的矩形孔，第三辐射组中四个第三辐射孔13和与其对应的第二辐射组中的四个第二辐射孔11一一对应相通，且相通的第三辐射孔13和第二辐射孔11中心重叠，该第三辐射孔13相对于该第二辐射孔11绕其中心逆时针偏转22.5度，第三辐射孔13的长度大于第二辐射孔11的长度且小于1.5倍的所述第二辐射孔11的长度，所述第三辐射孔13的宽度大于2倍的所述第二辐射孔11的宽度且小于3倍的所述第二辐射孔11的宽度；每个第三辐射孔13中设置有矩形的金属条131，金属条131的左端面和第三辐射孔13的左侧壁连接，金属条131的右端面和第三辐射孔13的右侧壁连接，金属条131的前端面到第三辐射孔13的前侧壁的距离等于金属条的后端面到第三辐射孔13的后侧壁的距离，金属条的上端面与第四金属平板12得上端面位于同一平面上，金属条的高度小于第三辐射孔13的高度，金属条的宽度不超过所述第三辐射孔13的宽度的三分之一，金属条的长度与所述第三辐射孔13的长度相等；第一金属平板3、第二金属平板8、第三金属平板10和第四金属平板12为长度和宽度相等的矩形板，且四者边沿对齐。。
如图10所示，馈电层1包括个H型单脊波导功分网络、两个矩形波导-单脊波导转换器14和E面波导功分器15，H型单脊波导功分网络具有一个输入端和四个输出端，矩形波导-单脊波导转换器14具有矩形波导输入端和单脊波导输出端，个H型单脊波导功分网络均匀分布形成的第1级馈电网络阵列，将第1级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第1级H型单脊波导功分网络单元，第1级馈电网络阵列包括个第1级H型单脊波导功分网络单元，每个第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络16的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；连接个第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络16的输入端的H型单脊波导功分网络构成的第2级馈电网络阵列，将第2级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第2级H型单脊波导功分网络单元，第2级馈电网络阵列包括个第2级H型单脊波导功分网络单元，每个第2级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络17的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；以此类推，直至仅包括4个H型单脊波导功分网络的第k-1级H型单脊波导功分网络单元构成，第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端也通过一个H型单脊波导功分网络连接，两个矩形波导-单脊波导转换器14的单脊波导输出口分别与连接第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的一个H型单脊波导功分网络的输入端连接，两个矩形波导-单脊波导转换器14的矩形波导输入端分别与E面波导功分器15的输出端连接，E面波导功分器15的输入端为阵列天线的输入端，第1级馈电网络中的每个H型单脊波导功分网络的四个输出端分别设置有单脊波导-矩形波导转换器28，n2个单脊波导-矩形波导转换器28与第一辐射单元中n2个输入端口7一一对应连接。
如图11(a)、图11(b)和图12所示，矩形波导-单脊波导转换器14包括第一矩形金属块18，第一矩形金属块18上从前往后依次设置有矩形波导输入口19、第一矩形空腔20和第二矩形空腔21，矩形波导输入口19设置在第一矩形金属块18的前端面上，矩形波导输入口19和第一矩形空腔20连通，第一矩形空腔20的后端和第二矩形空腔21的前端连通，第一矩形空腔20的上侧壁和第二矩形空腔21的上侧壁位于同一平面，第一矩形空腔20的下侧壁和第二矩形空腔21的下侧壁位于同一平面，第一矩形空腔20的长度大于第二矩形空腔21的长度，第一矩形空腔20内设置有第一H面台阶22和第二H面台阶23，第一H面台阶22的上端面与第一矩形空腔20的上侧壁位于同一平面，第一H面台阶22的下端面与第二H面台阶23的上端面贴合连接，第一H面台阶22的前端面和第二H面台阶23的前端面设置在第一矩形金属块18的前端面上，第一H面台阶22的左端面与第一矩形空腔20的左侧壁连接，第一H面台阶22的右端面与第一矩形空腔20的右侧壁连接，第二H面台阶23的左端面与第一矩形空腔20的左侧壁连接，第二H面台阶23的右端面与第一矩形空腔20的右侧壁连接，第二H面台阶23的长度小于第一矩形空腔20的长度，第二H面台阶23的长度小于第一H面台阶22的长度，矩形波导输入口19的上端与第二H面台阶23的下端面位于同一平面，矩形波导输入口19的下端面与第一矩形空腔20的下侧壁位于同一平面，矩形波导输入口19的宽度和第一矩形空腔20的宽度相等，第一矩形金属块18的后端面设置有延伸到第二矩形空腔21处的单脊波导输出口24，单脊波导输出口24为矩形，单脊波导输出口24与第二矩形空腔21连通，单脊波导输出口24的高度等于第二矩形空腔21的高度，单脊波导输出口24的宽度小于第二矩形空腔21的宽度，单脊波导输出口24的底部中心设置有设有延伸到所述第一矩形空腔20中的第一脊阶梯，第一脊阶梯包括依次连接的第一脊台阶25、第二脊台阶26和第三脊台阶27，第一脊台阶25、第二脊台阶26和第三脊台阶27均为矩形，第一脊台阶25的前端面位于第一矩形空腔20内，第一脊台阶25的后端面位于第二矩形空腔21内，第二脊台阶26的前端面与第一脊台阶25的后端面贴合连接，第二脊台阶26的前端面与第二矩形空腔21的后端面齐平，第三脊台阶27的前端面和第二脊台阶26的后端面贴合连接，第三脊台阶27的后端面与第一矩形金属块18的后端面齐平，第三脊台阶27的高度低于单脊波导输出口24的高度，第二脊台阶26的高度低于第三脊台阶27的高度，第一脊台阶25的高度低于第二脊台阶26的高度。
如图13和图14所示，单脊波导-矩形波导转换器28包括第二矩形金属块29，第二矩形金属块29内设置有第三矩形空腔30，第三矩形空腔30的左侧设置有第一E面台阶31与第二E面台阶32，第一E面台阶31的高度低于第三矩形空腔30的高度，第一E面台阶31与第三矩形空腔30的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，第二E面台阶32位于第一E面台阶31上，第二E面台阶32的下表面和第一E面台阶31的上表面贴合连接，第二E面台阶32宽度小于第一E面台阶31的宽度，第二E面台阶32与第三矩形空腔30的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，第三矩形空腔30的右侧设置有第三H面台阶33，第三H面台阶33与第三矩形空腔30的右侧壁和后侧壁连接，第三H面台阶33的高度与第三矩形空腔30的高度相等，第二矩形金属块29的上表面设置有与第三矩形空腔30相通的矩形波导输出口37，第二矩形金属块29的前侧面上设置有单脊波导输入口34，单脊波导输入口34与第三矩形空腔30连通，单脊波导输入口34的高度与第三矩形空腔30的高度相等，单脊波导输入口34的底面与第三矩形空腔30的底面位于同一平面上，单脊波导输入口34的底面设置有延伸到第三矩形空腔30底面上的第二脊阶梯，第二脊阶梯包括依次连接的第四脊台阶35和第五脊台阶36，第四脊台阶35的高度大于第五脊台阶36的高度，第四脊台阶35的高度小于第三矩形空腔30的高度。

Claims (4)

1.一种波导缝隙阵列天线，包括馈电层和辐射层，所述的馈电层位于所述的辐射层下方，其特征在于所述的辐射层包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和第四辐射单元；
所述的第一辐射单元包括第一金属平板以及设置在所述的第一金属平板上的第一辐射阵列，所述的第一辐射阵列包括间隔设置的n2个辐射腔，n＝2k，k为大于等于2的正整数，所述的辐射腔为设置在所述的第一金属平板上表面的矩形凹腔，n2个所述的辐射腔按照n行×n列的方式分布在所述的第一金属板上，所述的辐射腔的前侧壁的中部和后侧壁的中部各设置有第一匹配板，所述的辐射腔的左侧壁的中部和右侧壁的中部各设置有第二匹配板，将所述的辐射腔的前侧壁方向作为长度方向，所述的辐射腔的左侧壁方向作为宽度方向，所述的第一匹配板与所述的第二匹配板的高度等于所述的辐射腔的高度，所述的第一匹配板的上端面和所述的第二匹配板的上端面与所述的第一金属平板的上端面位于同一平面上，所述的第一匹配板的长度不超过所述的辐射腔长度的五分之一，所述的第一匹配板的宽度不超过所述的辐射腔宽度的五分之一，所述的第二匹配板的长度不超过所述的辐射腔长度的五分之一，所述的第一匹配板的宽度不超过所述的辐射腔宽度的三分之一，每个所述的辐射腔的底端设置有延伸到所述的第一金属平板下表面的输入端口，所述的输入端口为矩形口，所述的输入端口的前侧壁平行于所述的辐射腔的前侧壁，所述的输入端口的左侧壁平行于所述的辐射腔的左侧壁，所述的输入端口的中心与所述的辐射腔的中心重叠，所述的输入端口的长度小于两个所述的第二匹配板之间的距离，所述的输入端口的宽度小于两个所述的第一匹配板之间的距离；
所述的第二辐射单元包括第二金属平板以及设置在所述的第二金属平板上的第二辐射阵列，所述的第二辐射阵列包括n2个间隔设置的第一辐射组，n2个所述的第一辐射组按照n行×n列的方式排布在所述的第二金属平板上，n2个所述的第一辐射组与n2个所述的辐射腔一一对应连通，所述的第一辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第一辐射孔，所述的第一辐射孔为从所述的第二金属平板的上表面延伸到所述的第二金属平板的下表面的矩形孔，每个所述的第一辐射组中的四个第一辐射孔位于与其对应连通的辐射腔的正上方，其中，位于第1行的两个所述的第一辐射孔的前侧壁与所述的辐射腔的前侧壁齐平，位于第2行的两个所述的第一辐射孔的后侧壁与所述的辐射腔的后侧壁齐平，位于第1列的两个所述的第一辐射孔的左侧壁与所述的辐射腔的左侧壁齐平，位于第2列的两个所述的第一辐射孔的右侧壁与所述的辐射腔的右侧壁齐平；
所述的第三辐射单元包括第三金属平板以及设置在所述的第三金属平板上的第三辐射阵列，所述的第三辐射阵列包括n2个间隔设置的第二辐射组，n2个所述的第二辐射组按照n行×n列的方式排布在所述的第三金属平板上，n2个所述的第二辐射组与n2个所述的第一辐射组一一对应连通，所述的第二辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第二辐射孔，所述的第二辐射孔为从所述的第三金属平板的上表面延伸到所述的第三金属平板的下表面的矩形孔，所述的第二辐射组中四个第二辐射孔绕其中心顺时针旋转22.5度后和与其连通的第一辐射组中的四个第一辐射孔一一对应完全重叠；
所述的第四辐射单元包括第四金属平板以及设置在所述的第四金属平板上的第四辐射阵列，所述第四辐射阵列包括间隔n2个设置的第三辐射组，n2个所述的第三辐射组按照n行×n列的方式排布在所述的第四金属平板上，n2个所述第三辐射组与n2个所述第二辐射组一一对应相通，所述的第三辐射组包括2行×2列间隔排布的四个第三辐射孔，所述的第三辐射孔为从所述的第四金属平板的上表面延伸到所述的第四金属平板的下表面的矩形孔，所述的第三辐射组中四个第三辐射孔和与其对应的第二辐射组中的四个第二辐射孔一一对应相通，且相通的第三辐射孔和第二辐射孔中心重叠，该第三辐射孔相对于该第二辐射孔绕其中心逆时针偏转22.5度，所述的第三辐射孔的长度大于所述的第二辐射孔的长度且小于1.5倍的所述第二辐射孔的长度，所述第三辐射孔的宽度大于2倍的所述第二辐射孔的宽度且小于3倍的所述第二辐射孔的宽度；每个所述的第三辐射孔中设置有矩形的金属条，所述的金属条的左端面和所述的第三辐射孔的左侧壁连接，所述的金属条的右端面和所述的第三辐射孔的右侧壁连接，所述的金属条的前端面到所述的第三辐射孔的前侧壁的距离等于所述的金属条的后端面到所述的第三辐射孔的后侧壁的距离，所述的金属条的上端面与所述的第四金属平板得上端面位于同一平面上，所述的金属条的高度小于所述的第三辐射孔的高度，所述的金属条的宽度不超过所述第三辐射孔的宽度的三分之一，所述的金属条的长度与所述第三辐射孔的长度相等；
所述的第一金属平板、所述的第二金属平板、所述的第三金属平板和所述的第四金属平板为长度和宽度相等的矩形板，且四者边沿对齐。
2.根据权利要求1所述的一种波导缝隙阵列天线，其特征在于所述的馈电层包括个H型单脊波导功分网络、两个矩形波导-单脊波导转换器和E面波导功分器，所述的H型单脊波导功分网络具有一个输入端和四个输出端，所述的矩形波导-单脊波导转换器具有矩形波导输入端和单脊波导输出端，个所述的H型单脊波导功分网络均匀分布形成行列的第1级馈电网络阵列，将所述的第1级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第1级H型单脊波导功分网络单元，所述的第1级馈电网络阵列包括个第1级H型单脊波导功分网络单元，每个所述的第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；连接个所述的第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端的H型单脊波导功分网络构成行列的第2级馈电网络阵列，将所述的第2级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第2级H型单脊波导功分网络单元，所述的第2级馈电网络阵列包括个第2级H型单脊波导功分网络单元，每个所述的第2级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；以此类推，直至仅包括4个H型单脊波导功分网络的第k-1级H型单脊波导功分网络单元构成，所述的第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端也通过一个H型单脊波导功分网络连接，两个所述的矩形波导-单脊波导转换器的单脊波导输出口分别与连接所述的第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的一个H型单脊波导功分网络的输入端连接，两个所述的矩形波导-单脊波导转换器的矩形波导输入端分别与所述的E面波导功分器的输出端连接，所述的E面波导功分器的输入端为所述的阵列天线的输入端，所述的第1级馈电网络中的每个H型单脊波导功分网络的四个输出端分别设置有单脊波导-矩形波导转换器，n2个所述的单脊波导-矩形波导转换器与所述的第一辐射单元中n2个输入端口一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的一种波导缝隙阵列天线，其特征在于所述的矩形波导-单脊波导转换器包括第一矩形金属块，所述的第一矩形金属块上从前往后依次设置有矩形波导输入口、第一矩形空腔和第二矩形空腔，所述的矩形波导输入口设置在所述的第一矩形金属块的前端面上，所述的矩形波导输入口和所述的第一矩形空腔连通，所述的第一矩形空腔的后端和所述的第二矩形空腔的前端连通，所述的第一矩形空腔的上侧壁和所述的第二矩形空腔的上侧壁位于同一平面，所述的第一矩形空腔的下侧壁和所述的第二矩形空腔的下侧壁位于同一平面，所述的第一矩形空腔的长度大于所述的第二矩形空腔的长度，所述的第一矩形空腔内设置有第一H面台阶和第二H面台阶，所述的第一H面台阶的上端面与所述的第一矩形空腔的上侧壁位于同一平面，所述的第一H面台阶的下端面与所述的第二H面台阶的上端面贴合连接，所述的第一H面台阶的前端面和所述的第二H面台阶的前端面设置在所述的第一矩形金属块的前端面上，所述的第一H面台阶的左端面与所述的第一矩形空腔的左侧壁连接，所述的第一H面台阶的右端面与所述的第一矩形空腔的右侧壁连接，所述的第二H面台阶的左端面与所述的第一矩形空腔的左侧壁连接，所述的第二H面台阶的右端面与所述的第一矩形空腔的右侧壁连接，所述的第二H面台阶的长度小于所述的第一矩形空腔的长度，所述的第二H面台阶的长度小于所述的第一H面台阶的长度，所述的矩形波导输入口的上端与所述的第二H面台阶的下端面位于同一平面，所述的矩形波导输入口的下端面与所述的第一矩形空腔的下侧壁位于同一平面，所述的矩形波导输入口的宽度和所述的第一矩形空腔的宽度相等，所述的第一矩形金属块的后端面设置有延伸到所述的第二矩形空腔处的单脊波导输出口，所述的单脊波导输出口为矩形，所述的单脊波导输出口与所述的第二矩形空腔连通，所述的单脊波导输出口的高度等于所述的第二矩形空腔的高度，所述的单脊波导输出口的宽度小于所述的第二矩形空腔的宽度，所述的单脊波导输出口的底部中心设置有设有延伸到所述第一矩形空腔中的第一脊阶梯，所述的第一脊阶梯包括依次连接的第一脊台阶、第二脊台阶和第三脊台阶，所述的第一脊台阶、所述的第二脊台阶和所述的第三脊台阶均为矩形，所述的第一脊台阶的前端面位于所述的第一矩形空腔内，所述的第一脊台阶的后端面位于所述的第二矩形空腔内，所述的第二脊台阶的前端面与所述的第一脊台阶的后端面贴合连接，所述的第二脊台阶的前端面与所述的第二矩形空腔的后端面齐平，所述的第三脊台阶的前端面和所述的第二脊台阶的后端面贴合连接，所述的第三脊台阶的后端面与所述的第一矩形金属块的后端面齐平，所述的第三脊台阶的高度低于所述的单脊波导输出口的高度，所述的第二脊台阶的高度低于所述的第三脊台阶的高度，所述的第一脊台阶的高度低于所述的第二脊台阶的高度。
4.根据权利要求2所述的一种波导缝隙阵列天线，其特征在于所述的单脊波导-矩形波导转换器包括第二矩形金属块，所述的第二矩形金属块内设置有第三矩形空腔，所述的第三矩形空腔的左侧设置有第一E面台阶与第二E面台阶，所述的第一E面台阶的高度低于所述的第三矩形空腔的高度，所述的第一E面台阶与所述的第三矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，所述的第二E面台阶位于所述的第一E面台阶上，所述的第二E面台阶的下表面和所述的第一E面台阶的上表面贴合连接，所述的第二E面台阶宽度小于所述第一E面台阶的宽度，所述的第二E面台阶与所述的第三矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，所述的第三矩形空腔的右侧设置有第三H面台阶，所述的第三H面台阶与所述的第三矩形空腔的右侧壁和后侧壁连接，所述的第三H面台阶的高度与所述的第三矩形空腔的高度相等，所述的第二矩形金属块的上表面设置有与所述的第三矩形空腔相通的矩形波导输出口，所述的第二矩形金属块的前侧面上设置有单脊波导输入口，所述的单脊波导输入口与所述的第三矩形空腔连通，所述的单脊波导输入口的高度与所述的第三矩形空腔的高度相等，所述的单脊波导输入口的底面与所述的第三矩形空腔的底面位于同一平面上，所述的单脊波导输入口的底面设置有延伸到所述的第三矩形空腔底面上的第二脊阶梯，所述的第二脊阶梯包括依次连接的第四脊台阶和第五脊台阶，所述的第四脊台阶的高度大于所述的第五脊台阶的高度，所述的第四脊台阶的高度小于所述的第三矩形空腔的高度。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108123220A (zh) * 2018-02-02 2018-06-05 苏州灵致科技有限公司 低副瓣波导缝隙阵列天线
CN109755766A (zh) * 2018-12-29 2019-05-14 宁波大学 一种具有大扫频比的cts频扫天线
CN110994195A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 北京交通大学 一种空气波导平面阵列天线
CN111585050A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 宁波大学 一种宽频带平板阵列天线
CN113161765A (zh) * 2021-03-30 2021-07-23 宁波大学 一种轻量化的低剖面平板阵列天线
WO2021174551A1 (zh) * 2020-03-06 2021-09-10 美国西北仪器公司 辐射组件、波导天线子阵列及波导阵列天线
CN114142217A (zh) * 2021-11-08 2022-03-04 西安电子工程研究所 一种紧凑型高功率宽带波导缝隙阵天线
US11381000B2 (en) 2020-05-18 2022-07-05 Ningbo University Low-sidelobe plate array antenna

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102302466B1 (ko) * 2014-11-11 2021-09-16 주식회사 케이엠더블유 도파관 슬롯 어레이 안테나
CN108475852A (zh) * 2016-03-15 2018-08-31 康普技术有限责任公司 具有集成极化旋转器的平板阵列天线
WO2020143903A1 (en) * 2019-01-08 2020-07-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Flat panel antenna and manufacturing method
US20220209423A1 (en) * 2019-04-29 2022-06-30 Uhland Goebel Apparatus radiating and receiving microwaves with physically preset radiation pattern, and radar apparatus comprising such an apparatus
CN111293439B (zh) * 2019-12-30 2022-08-16 扬州船用电子仪器研究所(中国船舶重工集团公司第七二三研究所) 一种毫米波低副瓣波导缝隙阵列天线
US11378683B2 (en) * 2020-02-12 2022-07-05 Veoneer Us, Inc. Vehicle radar sensor assemblies
US11621757B2 (en) * 2020-06-11 2023-04-04 Skygig, Llc System and method for a multi-beam beamforming front-end architecture for wireless transceivers
CN112803138A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种集成式天线
CN113097743B (zh) * 2021-03-17 2022-10-21 南京理工大学 一种单层可实现的高口径效率并馈波导缝隙阵列天线
SE2130135A1 (en) * 2021-05-20 2022-06-28 Gapwaves Ab Rotated ridge waveguide antenna
TWI765755B (zh) * 2021-06-25 2022-05-21 啟碁科技股份有限公司 天線模組與無線收發裝置
CN113612029B (zh) * 2021-08-06 2022-06-07 北京邮电大学 多层波导馈电低成本毫米波高增益缝隙天线阵列
CN115377703B (zh) * 2022-10-21 2023-03-24 盛纬伦(深圳)通信技术有限公司 一种k波段多层馈电的单脉冲阵列天线
CN116231338B (zh) * 2022-12-28 2023-10-13 电子科技大学 一种低旁瓣毫米波间隙波导缝隙阵列天线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101000981A (zh) * 2007-01-16 2007-07-18 北京海域天华通讯设备有限公司 波导缝隙阵列天线
CN103414030A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 北京遥测技术研究所 一种宽频带低剖面平板缝隙阵列天线
CN203589197U (zh) * 2013-10-24 2014-05-07 山东国威舜泰卫星通信有限公司 一种低轮廓高增益平板天线
CN105322300A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 现代自动车株式会社 用于车载雷达的缝隙阵列天线
CN106450748A (zh) * 2016-11-08 2017-02-22 广东盛路通信科技股份有限公司 腔体耦合缝隙辐射单元

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429313A (en) * 1981-11-24 1984-01-31 Muhs Jr Harvey P Waveguide slot antenna
US4821044A (en) * 1987-04-14 1989-04-11 Hughes Aircraft Company Waveguide slot array termination and antenna system
US5270721A (en) * 1989-05-15 1993-12-14 Matsushita Electric Works, Ltd. Planar antenna
US6297774B1 (en) * 1997-03-12 2001-10-02 Hsin- Hsien Chung Low cost high performance portable phased array antenna system for satellite communication
US6028562A (en) * 1997-07-31 2000-02-22 Ems Technologies, Inc. Dual polarized slotted array antenna
SE513586C2 (sv) * 1998-05-12 2000-10-02 Ericsson Telefon Ab L M Metod för framställning av en antennstruktur och antennstruktur framställd medelst nämnda metod
US6563398B1 (en) * 1999-12-23 2003-05-13 Litva Antenna Enterprises Inc. Low profile waveguide network for antenna array
JP4021150B2 (ja) * 2001-01-29 2007-12-12 沖電気工業株式会社 スロットアレーアンテナ
ATE361555T1 (de) * 2001-03-21 2007-05-15 Microface Co Ltd Wellenleiter-schlitzantenne und herstellungsverfahren dafür
KR100753936B1 (ko) * 2006-02-24 2007-08-31 (주)모토닉스 적층형 평면배열안테나
WO2008068825A1 (ja) * 2006-12-01 2008-06-12 Mitsubishi Electric Corporation 同軸線路スロットアレーアンテナとその製造方法
US8618994B1 (en) * 2010-03-23 2013-12-31 Lockheed Martin Corporation Passive electromagnetic polarization shifter with dielectric slots
US8866687B2 (en) * 2011-11-16 2014-10-21 Andrew Llc Modular feed network
US8558746B2 (en) * 2011-11-16 2013-10-15 Andrew Llc Flat panel array antenna
JP5490776B2 (ja) * 2011-12-28 2014-05-14 東光株式会社 導波管スロットアンテナ
ES2856068T3 (es) * 2012-07-03 2021-09-27 Lisa Draexlmaier Gmbh & Co Kg Sistema de antena para comunicación satelital de banda ancha en el intervalo de frecuencias de GHz, dotado de red de alimentación
US9214711B2 (en) * 2013-03-11 2015-12-15 Commscope Technologies Llc Twist septum polarization rotator
CN104716426A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 华为技术有限公司 一种阵列天线
KR102302466B1 (ko) * 2014-11-11 2021-09-16 주식회사 케이엠더블유 도파관 슬롯 어레이 안테나
IL236739B (en) * 2015-01-15 2018-02-28 Mti Wireless Edge Ltd Antenna formed from plates and methods useful in conjunction therewith
CN107408747B (zh) * 2015-01-19 2020-01-17 加普韦夫斯公司 通过模具成形实现的微波或毫米波rf部件
KR101698030B1 (ko) * 2015-10-01 2017-01-19 현대자동차주식회사 안테나
DE102016125419B4 (de) * 2015-12-24 2022-10-20 Nidec Elesys Corporation Wellenleitervorrichtung, Schlitzantenne und Radar, Radarsystem sowie Drahtlos-Kommunikationssystem mit der Schlitzantenne
CN108475852A (zh) * 2016-03-15 2018-08-31 康普技术有限责任公司 具有集成极化旋转器的平板阵列天线
US11205847B2 (en) * 2017-02-01 2021-12-21 Taoglas Group Holdings Limited 5-6 GHz wideband dual-polarized massive MIMO antenna arrays
JP7020677B2 (ja) * 2017-04-13 2022-02-16 日本電産エレシス株式会社 スロットアンテナ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101000981A (zh) * 2007-01-16 2007-07-18 北京海域天华通讯设备有限公司 波导缝隙阵列天线
CN103414030A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 北京遥测技术研究所 一种宽频带低剖面平板缝隙阵列天线
CN203589197U (zh) * 2013-10-24 2014-05-07 山东国威舜泰卫星通信有限公司 一种低轮廓高增益平板天线
CN105322300A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 现代自动车株式会社 用于车载雷达的缝隙阵列天线
CN106450748A (zh) * 2016-11-08 2017-02-22 广东盛路通信科技股份有限公司 腔体耦合缝隙辐射单元

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108123220A (zh) * 2018-02-02 2018-06-05 苏州灵致科技有限公司 低副瓣波导缝隙阵列天线
CN108123220B (zh) * 2018-02-02 2024-02-13 苏州灵致科技有限公司 低副瓣波导缝隙阵列天线
CN109755766A (zh) * 2018-12-29 2019-05-14 宁波大学 一种具有大扫频比的cts频扫天线
CN110994195A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 北京交通大学 一种空气波导平面阵列天线
CN110994195B (zh) * 2019-12-24 2020-12-08 北京交通大学 一种空气波导平面阵列天线
WO2021174551A1 (zh) * 2020-03-06 2021-09-10 美国西北仪器公司 辐射组件、波导天线子阵列及波导阵列天线
US11831081B2 (en) 2020-03-06 2023-11-28 Northwest Instrument Inc. Radiation assembly, waveguide antenna sub-array, and waveguide array antenna
US11381000B2 (en) 2020-05-18 2022-07-05 Ningbo University Low-sidelobe plate array antenna
CN111585050A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 宁波大学 一种宽频带平板阵列天线
CN111585050B (zh) * 2020-05-18 2021-03-02 宁波大学 一种宽频带平板阵列天线
CN113161765A (zh) * 2021-03-30 2021-07-23 宁波大学 一种轻量化的低剖面平板阵列天线
CN113161765B (zh) * 2021-03-30 2022-06-24 宁波大学 一种轻量化的低剖面平板阵列天线
CN114142217A (zh) * 2021-11-08 2022-03-04 西安电子工程研究所 一种紧凑型高功率宽带波导缝隙阵天线
CN114142217B (zh) * 2021-11-08 2024-04-30 西安电子工程研究所 一种紧凑型高功率宽带波导缝隙阵天线

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