CN110518368A - 圆极化波导缝隙阵天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种圆极化波导缝隙阵天线，旨在提供一种高效率、低副瓣和较宽频带圆极化波导缝隙阵天线。本发明通过下述技术方案予以实现：圆极化器由线阵排列的矩形辐射腔和对应的矩形过渡腔组成，并且每个矩形辐射腔的底部制有倾斜缝，从而形成圆极化辐射单元；每个矩形过渡腔底部制有波导宽边纵缝及其垂直相连的耦合波导，耦合波导和其上的宽边纵缝形成波导耦合线阵；波导耦合线阵由开在其下的波导宽边横缝垂直连接馈电波导；辐射信号经馈电网络分配到波导耦合线阵，波导耦合线阵上的波导宽边纵缝将信号耦合到圆极化辐射器，形成圆极化信号并对外辐射。本发明结构简单紧凑、设计灵活，非常适用于高效率低副瓣宽带圆极化天线阵。

Description

圆极化波导缝隙阵天线
技术领域
本发明是关于一种应用于卫星通信、询问识别系统的圆极化波导缝隙阵天线。特别适用于实现高效率、低副瓣和较宽频带。
背景技术
波导缝隙阵天线(slotted waveguide antenna)是在波导壁或窄壁上按一定规律切开窄缝，产生电磁波辐射的天线，波导中传输的电磁波可以通过缝隙向外界进行辐射。由于波导缝隙阵天线具有高口径效率、高增益、低副瓣设计灵活、体积小、重量轻、可靠性高、环境适应性好等优点，圆极化波导缝隙阵天线是在传统波导缝隙阵天线基础上发展出来的实用天线形式，在卫星通信、询问识别系统中应用广泛。
现有技术实现圆极化波导缝隙天线的方案中，大致可以分为两种技术途径：组合缝隙实现圆极化方案、缝隙上加载圆极化辐射器方案。采用交叉缝隙形成圆极化波，这种方法方便简单；李晓川等人提出的在波导宽边利用两组，分别辐射水平极化与垂直极化的缝隙也获得圆极化。这些组合缝隙实现圆极化概念清楚，实现简单，但是前者要求切出的各个交叉缝隙之间的间距为一个波导波长，后者的单元结构则占用面积大，因此均不适合阵列的设计。为适合阵列设计：GMontisci等人利用两个相互垂直的缝隙设计圆极化辐射单元的方案，可以实现圆极化阵列的设计，但是需要在波导中填充介质材料，从而引入了损耗，降低了天线效率；K..S.Min等人提出的以两个缝隙与一对U形槽，为单元实现了圆极化阵列设计，但是各单元幅度不宜控制，利用寄生偶极子的方法，其寄生偶极子的位置能够实现圆极化波导缝隙阵列，但其结构笨重且各单元幅度不易控制。
在每个缝隙上加载圆极化辐射器实现圆极化方案的关键是圆极化器结构，人们研究提出了多种圆极化辐射器结构，常见结构包括：倾斜矩形波导腔、倾斜四脊或双脊波导腔、不对称十字缝隙辐射的波导腔或其他不对称结构辐射缝的波导腔等。上述结构均存在一些缺点，倾斜腔结构在倾斜角度大时出现结构干涉现象，设计不够灵活，设计范围受限；不对称十字缝隙辐射的波导腔结构或类似结构优点是剖面很低，但由于辐射结构的谐振特性，带宽比较窄。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的不足之处，提供一种结构简单、设计灵活、高效率、低副瓣和较宽频带圆极化波导缝隙阵天线。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种圆极化波导缝隙阵天线，包括：圆极化辐射器1、波导耦合线阵2和馈电网络3，其特征在于：圆极化器1由线阵排列的矩形辐射腔11和对应的矩形过渡腔13组成，并且每个矩形辐射腔11的底部制有倾斜缝12，从而形成圆极化辐射单元；每个矩形过渡腔13底部制有波导宽边纵缝21及其垂直相连的耦合波导22，耦合波导22和其上的宽边纵缝21形成波导耦合线阵2；波导耦合线阵2由开在其下的波导宽边横缝31垂直连接馈电波导32，波导宽边横缝31和馈电波导32构成馈电网络3；辐射信号经馈电网络3分配到波导耦合线阵2，波导耦合线阵2上的波导宽边纵缝21 将信号耦合到圆极化辐射器1，形成圆极化信号并对外辐射。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
本发明采用矩形辐射腔11、倾斜缝12和矩形过渡腔13构成的圆极化辐射器，尺寸小、结构简单紧凑、易于加工、设计灵活，克服了现有倾斜腔圆极化辐射器容易出现结构干涉的缺陷以及不对称十字缝隙辐射的波导腔带宽窄的缺点。
本发明采用的圆极化辐射器1、波导耦合线阵2和馈电网络3都是从上到下层叠排布垂直结构，不需要增加波导缝隙阵宽边尺寸，非常易于沿宽边尺寸方向组成平面阵。
本发明提出的一种基于新型圆极化辐射器结构的圆极化波导缝隙阵天线，具有结构简单紧凑、设计灵活的优点，特别适用作为高效率、低副瓣和较宽频带圆极化波导缝隙阵天线。
附图说明
图1是本发明圆极化波导缝隙阵天线结构的主视图。
图2是图1天线的局部结构立体图。
图中：1圆极化辐射器，2波导耦合线阵，3馈电网络，11矩形辐射腔，12倾斜缝， 13矩形过渡腔，21波导宽边纵缝，22耦合波导，31波导宽边横缝，32馈电波导。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的一个实施例中，一种圆极化波导缝隙阵天线，包括：圆极化辐射器1、波导耦合线阵2和馈电网络3，其中：圆极化器1由线阵排列的矩形辐射腔11和对应的矩形过渡腔13组成，并且每个矩形辐射腔11的底部制有倾斜缝12，从而形成圆极化辐射单元；每个矩形过渡腔13底部制有波导宽边纵缝21及其垂直相连的耦合波导22，耦合波导22和其上的宽边纵缝21形成波导耦合线阵2；波导耦合线阵2由开在其下的波导宽边横缝31垂直连接馈电波导32，波导宽边横缝31和馈电波导32构成馈电网络；辐射信号经馈电网络3分配到波导耦合线阵2，波导耦合线阵2上的波导宽边纵缝21将信号耦合到圆极化辐射器1，形成圆极化信号并对外辐射。
圆极化辐射器1包括：从上到下由矩形辐射腔11、倾斜缝12和矩形过渡腔13组成。倾斜缝12与矩形辐射腔11、矩形过渡腔13的矩形平面的对角线垂直投影重合，倾斜缝12 在矩形辐射腔11内产生两种正交的电场模式形成圆极化波向自由空间辐射。矩形辐射腔11内传输两个正交信号H10和H01，调节矩形辐射腔11的长度、宽度和高度使两个正交信号传输相位差90°。调节倾斜缝12的倾角使两个正交信号幅度相等，从而在辐射口面形成圆极化信号。调节矩形过渡腔的横截面尺寸使圆极化辐射器1匹配。
波导宽边纵缝21设置偏离矩形过渡腔13宽边中心线，耦合波导22与波导宽边纵缝21的耦合能量通过波导宽边纵缝21偏离宽边中心一定距离的偏离量控制。
馈电网络3从上到下由波导宽边横缝31和馈电波导32组成。馈电波导32分布在波导耦合线阵2的下方，其上波导宽边横缝31。馈电波导32的一端为馈电端，另一端为短路端，短路端距离波导宽边横缝31半个波导波长，调节波导宽边横缝31的宽度和长度实现阻抗匹配。
圆极化辐射器1、波导耦合线阵2和馈电网络3都是从上到下层叠排布垂直结构，不需要增加波导缝隙阵宽边尺寸，非常易于沿宽边尺寸方向组成平面阵。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆极化波导缝隙阵天线，包括：圆极化辐射器(1)、波导耦合线阵(2)和馈电网络(3)，其特征在于：圆极化器(1)由线阵排列的矩形辐射腔(11)和对应的矩形过渡腔(13)组成，并且每个矩形辐射腔(11)的底部制有倾斜缝(12)，从而形成圆极化辐射单元；每个矩形过渡腔(13)底部制有波导宽边纵缝(21)及其垂直相连的耦合波导22，耦合波导22和其上的宽边纵缝21形成波导耦合线阵(2)；波导耦合线阵(2)由开在其下的波导宽边横缝(31)垂直连接馈电波导(32)，波导宽边横缝(31)和馈电波导(32)构成馈电网络(3)；辐射信号经馈电网络(3)分配到波导耦合线阵(2)，波导耦合线阵(2)上的波导宽边纵缝21将信号耦合到圆极化辐射器(1)，形成圆极化信号并对外辐射。
2.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：倾斜缝(12)与矩形辐射腔(11)、矩形过渡腔(13)的矩形平面的对角线垂直投影重合。
3.如权利要求2所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：倾斜缝(12)在矩形辐射腔(11)内产生两种正交的电场模式形成圆极化波向自由空间辐射。
4.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：矩形辐射腔(11)内传输两个正交信号H10和H01，调节矩形辐射腔(11)的长度、宽度和高度使两个正交信号传输相位差90°。
5.如权利要求4所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：调节倾斜缝(12)的倾角使两个正交信号幅度相等，从而在辐射口面形成圆极化信号。
6.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：调节矩形过渡腔(13)的横截面尺寸使圆极化辐射器(1)匹配。
7.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：波导宽边纵缝(21)设置偏离矩形过渡腔(13)宽边中心线，耦合波导22与波导宽边纵缝(21)的耦合能量通过波导宽边纵缝(21)偏离宽边中心一定距离的偏离量控制。
8.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：馈电网络(3)从上到下由波导宽馈电波导(32)分布在波导耦合线阵2的下方，其上是波导宽边横缝(31)。
9.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于：馈电波导(32)的一端为馈电端，另一端为短路端，短路端距离波导宽边横缝(31)半个波导波长，调节波导宽边横缝(31)的宽度和长度实现阻抗匹配。
10.如权利要求1所述的圆极化波导缝隙阵天线，其特征在于圆极化辐射器(1)、波导耦合线阵(2)和馈电网络(3)都是从上到下层叠排布垂直结构，并沿宽边尺寸方向组成平面阵。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111370851A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 上海航天测控通信研究所 一种赋形宽波束圆极化天线
CN111883921A (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 南京理工大学 一种宽带宽波束介质填充喇叭天线
CN113193345A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种s形口径圆极化天线单元及阵面天线
CN113594688A (zh) * 2021-06-15 2021-11-02 北京邮电大学 一种圆极化天线单元以及天线阵列

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0964637A (ja) * 1995-08-28 1997-03-07 Radial Antenna Kenkyusho:Kk 導波管スロットアンテナ
JP2001196850A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Takushoku University 導波管スロットアンテナ
US20120068900A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Toko,Inc. Dielectric Waveguide Slot Antenna
CN102394376A (zh) * 2011-07-12 2012-03-28 北京理工大学 毫米波圆极化一维和差车载通信天线
CN102891376A (zh) * 2012-10-24 2013-01-23 四川九洲空管科技有限责任公司 一种毫米波圆极化平板裂缝阵天线
CN103187630A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 电子科技大学 一种Ka波段波导开缝激励的圆极化喇叭天线
CN104518285A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 电子科技大学 一种Ka波段腔体耦合馈电的圆极化喇叭天线
US20150222021A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Ryan A. Stevenson Ridged waveguide feed structures for reconfigurable antenna
CN104901001A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 安徽四创电子股份有限公司 脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线
CN205595463U (zh) * 2016-02-24 2016-09-21 中国电子科技集团公司第五十四研究所 波导缝隙耦合圆极化天线
CN107196067A (zh) * 2017-06-14 2017-09-22 复旦大学 近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线
CN109687107A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 东南大学 基于人造电壁的高辐射效率、高选择性太赫兹滤波天线
CN109687156A (zh) * 2018-12-14 2019-04-26 北京遥测技术研究所 高效率圆极化波导缝隙线阵天线

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0964637A (ja) * 1995-08-28 1997-03-07 Radial Antenna Kenkyusho:Kk 導波管スロットアンテナ
JP2001196850A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Takushoku University 導波管スロットアンテナ
US20120068900A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Toko,Inc. Dielectric Waveguide Slot Antenna
CN102394376A (zh) * 2011-07-12 2012-03-28 北京理工大学 毫米波圆极化一维和差车载通信天线
CN103187630A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 电子科技大学 一种Ka波段波导开缝激励的圆极化喇叭天线
CN102891376A (zh) * 2012-10-24 2013-01-23 四川九洲空管科技有限责任公司 一种毫米波圆极化平板裂缝阵天线
CN104518285A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 电子科技大学 一种Ka波段腔体耦合馈电的圆极化喇叭天线
US20150222021A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Ryan A. Stevenson Ridged waveguide feed structures for reconfigurable antenna
CN104901001A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 安徽四创电子股份有限公司 脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线
CN205595463U (zh) * 2016-02-24 2016-09-21 中国电子科技集团公司第五十四研究所 波导缝隙耦合圆极化天线
CN107196067A (zh) * 2017-06-14 2017-09-22 复旦大学 近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线
CN109687156A (zh) * 2018-12-14 2019-04-26 北京遥测技术研究所 高效率圆极化波导缝隙线阵天线
CN109687107A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 东南大学 基于人造电壁的高辐射效率、高选择性太赫兹滤波天线

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111370851A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 上海航天测控通信研究所 一种赋形宽波束圆极化天线
CN111370851B (zh) * 2020-03-16 2021-10-29 上海航天测控通信研究所 一种赋形宽波束圆极化天线
CN111883921A (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 南京理工大学 一种宽带宽波束介质填充喇叭天线
CN111883921B (zh) * 2020-08-04 2023-02-17 南京理工大学 一种宽带宽波束介质填充喇叭天线
CN113193345A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种s形口径圆极化天线单元及阵面天线
CN113594688A (zh) * 2021-06-15 2021-11-02 北京邮电大学 一种圆极化天线单元以及天线阵列

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