CN110994195B - 一种空气波导平面阵列天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空气波导平面阵列天线，属于阵列天线技术领域。包括金属基体内部的空气馈电网络以及金属基体上表面的辐射单元；空气馈电网络包括空气波导功分网络和传递腔体，空气波导功分网络将电磁能量均匀分配成多路后通过第一空气垂直波导传输给传递腔体，传递腔体将每一路电磁能量再次均匀分配后通过第二空气垂直波导传输给辐射单元；辐射单元包括多个辐射单元单体，四个辐射单元单体呈中心对称分布于一个第二空气垂直波导的长边的两侧。本发明结构紧凑，具有较好的增益和工作带宽，具有良好且稳定的辐射特性；在复杂的多层金属空腔内部，可实现电磁能量有效分配及高效传输。

Description

一种空气波导平面阵列天线

技术领域

本发明涉及阵列天线技术领域，具体涉及一种空气波导平面阵列天线。

背景技术

平面阵列天线由于具有良好的波束成形能力，易于实现高增益、高定向性和可赋形波束，广泛地应用于现代无线通信系统中。阵列天线通常由馈电网络和辐射单元构成。由印刷电路板工艺制作的阵列天线，其材料存在介质损耗，而以空气波导结构作为传输线的阵列天线由于没有介质损耗，更易实现高增益、高定向性的辐射特性。特别是在毫米波频段，阵列的损耗会随着阵列尺寸的增大而显著提高，对于采用印刷电路板工艺制作的16×16单元以上的大规模阵列，馈电网络中由介质基板带来的介质损耗将显著限制天线增益的提高。

目前已有的各类空气波导馈电的平面阵列多采用多层馈电网络结构，主馈电网络常采用E型或H型功分器实现电磁能量的有效分配，副馈电网络常采用平面矩形腔体实现1路到4路的电磁能量分配。近年来，随着新兴工业制造工艺的发展，平面阵列天线的结构并不局限于传统的单一几何结构设计，因而，基于新兴工业制造工艺，设计一种新型电磁能量分配结构，以及基于此结构设计与之良好匹配的辐射单元，实现具有良好且稳定辐射特性的新型平面阵列天线结构是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好的增益性能、工作带宽和稳定的辐射特性的空气波导平面阵列天线，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种空气波导平面阵列天线，包括金属基体内部的空气馈电网络以及设于所述金属基体上表面的辐射单元；

所述空气馈电网络包括空气波导功分网络和传递腔体，所述空气波导功分网络将电磁能量均匀分配成多路后通过第一空气垂直波导传输给所述传递腔体，所述传递腔体将每一路电磁能量再次均匀分配后通过第二空气垂直波导传输给所述辐射单元；

所述辐射单元包括多个辐射单元单体，四个辐射单元单体呈中心对称分布于一个所述第二空气垂直波导的长边的两侧。

优选的，所述空气波导功分网络包括多级T型连接结构逐次级联构成，两个传输枝节相互垂直构成T型连接结构；其中，所述传输枝节的横截面的形状为上短边和下短边相互对称的弧形；

在所述T型连接结构中，按照电磁能量的传播方向将两个传输枝节分别命名为入口枝节和出口枝节，一个所述入口枝节与一个所述出口枝节垂直连接，电磁能量由入口枝节传输给出口枝节完成等量分配；其中，

倒数第二级T型连接结构中的入口枝节设有过渡波导；

最后一级的T型连接结构中的出口枝节的两端均垂直连接所述第一空气垂直波导，所述第一空气垂直波导的下部设有第一传输膜片，所述第一空气垂直波导的顶部连接一个所述传递腔体。

优选的，电磁能量由波导入口进入空气波导功分网络后被等分为16路，每一路电磁能量由第一空气垂直波导传输给所述传递腔体；

空气波导功分网络均分的每一路电磁能量由传递腔体等分为4路，由传递腔体均分后的每一路电磁能量通过一个所述第二空气垂直波导传输给四个所述辐射单元单体。

优选的，所述空气波导功分网络包括四级T型连接结构级联构成，一级T型连接结构的一级入口枝节的一端连接有一渐变结构，所述渐变结构的一端为所述波导入口，所述一级入口枝节的另一端连接一级出口枝节；

所述一级出口枝节作为二级T型连接结构的二级入口枝节，所述二级入口枝节连接二级出口枝节；

所述二级出口枝节作为三级T型连接结构的三级入口枝节，所述三级入口枝节上设有所述过渡波导，所述三级入口枝节的端部连接三级出口枝节；

所述三级出口枝节作为四级T型连接结构的四级入口枝节，所述四级入口枝节连接四级出口枝节；

所述四级出口枝节的末端垂直连接所述第一空气垂直波导。

优选的，所述传递腔体包括由两个第一斜面和两个第二斜面组成的屋脊型结构，所述两个第一斜面分别位于所述第一空气垂直波导的两端，所述两个第二斜面分别位于所述第一空气垂直波导的两侧。

优选的，所述传递腔体的上表面呈中心对称布置有四个所述第二空气垂直波导，所述第二空气垂直波导与所述第二斜面间设有三角形空腔；所述第二空气垂直波导处匹配有第二传输膜片；所述第一斜面上匹配有第三传输膜片；两个相邻的所述第二空气垂直波导间连接有第四传输膜片，所述第四传输膜片位于所述第二斜面的下沿。

优选的，所述辐射单元单体包括一个水平辐射板和一个与所述水平辐射板垂直连接的竖直辐射板；所述竖直辐射板与所述第二空气垂直波导在长度方向上相平行；所述水平辐射板与所述金属基体的上表面相平行，所述水平辐射板的下表面设有辐射支撑柱；所述辐射支撑柱的底端与所述金属基体的上表面相抵触。

优选的，在所述T型连接结构的连接处，所述入口枝节的上表面高度低于所述出口枝节的上表面高度，所述入口枝节的宽度不小于出口枝节的宽度。

优选的，所述入口枝节的两侧均设有一个贯通缺口；在所述出口枝节上，与所述入口枝节相对的一侧设有与所述入口枝节相对的梯形凸起。

优选的，所述过渡波导与所述三级入口枝节的连接处设有过渡膜片，所述三级出口枝节与所述第一空气垂直波导的连接处设有过渡膜片。

本发明有益效果：结构紧凑，具有较好的增益和工作带宽，具有良好且稳定的辐射特性；在复杂的多层金属空腔内部，可实现电磁能量有效分配及高效传输。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的立体结构图。

图2为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的结构分解图。

图3为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的空气波导功分网络的立体结构图。

图4为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的空气波导功分网络的主视结构图。

图5为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的空气波导功分网络的侧视结构图。

图6为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的空气波导功分网络的俯视结构图。

图7为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的一个2×2子辐射单元的立体结构图。

图8为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的一个2×2子辐射单元的主视结构图。

图9为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的一个2×2子辐射单元的侧视结构图。

图10为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的一个2×2子辐射单元的俯视结构图。

图11为本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线的S参数示意图。

其中：1-金属基体；2-辐射单元；3-空气波导功分网络；4-传递腔体；5-第一空气垂直波导；6-第二空气垂直波导；7-辐射单元单体；8-波导入口；9-过渡波导；10-第一传输膜片；11-一级入口枝节；12-一级出口枝节；13-二级出口枝节；14-三级出口枝节；15-第一斜面；16-第二斜面；17-第二传输膜片；18-第三传输膜片；19-第四传输膜片；20-水平辐射板；21-竖直辐射板；22-辐射支撑柱；23-贯通缺口；24-梯形凸起；25-过渡膜片；26-四级出口枝节；27-渐变结构；28-三角形空腔。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。

实施例1

如图1、图2所示，本发明实施例1提供一种空气波导平面阵列天线，包括金属基体1内部的空气馈电网络以及设于所述金属基体1上表面的辐射单元2；

所述空气馈电网络包括空气波导功分网络3和传递腔体4，所述空气波导功分网络3将电磁能量均匀分配成多路后通过第一空气垂直波导5传输给所述传递腔体4，所述传递腔体4将每一路电磁能量再次均匀分配后通过第二空气垂直波导6传输给所述辐射单元2；

所述辐射单元2包括多个辐射单元单体7，四个辐射单元单体7呈中心对称分布于一个所述第二空气垂直波导6的长边的两侧。

电磁能量由波导入口8进入空气波导功分网络后被等分为16路，每一路电磁能量由第一空气垂直波导5传输给所述传递腔体4；

空气波导功分网络均分的每一路电磁能量由传递腔体4等分为4路，由传递腔体4均分后的每一路电磁能量通过一个所述第二空气垂直波导6传输给四个所述辐射单元单体7。

如图3至图6所示，所述空气波导功分网络3包括多级T型连接结构逐次级联构成，两个传输枝节相互垂直构成T型连接结构；

在所述T型连接结构中，按照电磁能量的传播方向将两个传输枝节分别命名为入口枝节和出口枝节，一个入口枝节和与所述入口枝节垂直连接的出口枝节，电磁能量由入口枝节传输给出口枝节完成等量分配；其中，

倒数第二级T型连接结构中的入口枝节设有过渡波导9；过渡波导9的作用是为了将后2级T型结构平移，可以在同一层摆下第一空气垂直波导5。

最后一级的T型连接结构中的出口枝节的两端均垂直连接所述第一空气垂直波导5，所述第一空气垂直波导5的下部设有第一传输膜片10，所述第一空气垂直波导5的顶部连接一个所述传递腔体4。

所述空气波导功分网络3包括四级T型连接结构级联构成，一级T型连接结构的一级入口枝节11的一端为所述波导入口8，所述一级入口枝节11的另一端连接一级出口枝节12；

所述一级出口枝节12作为二级T型连接结构的二级入口枝节，所述二级入口枝节连接二级出口枝节13；

所述二级出口枝节13作为三级T型连接结构的三级入口枝节，所述三级入口枝节上设有所述过渡波导9，所述三级入口枝节的端部连接三级出口枝节14；

所述三级出口枝节14作为四级T型连接结构的四级入口枝节，所述四级入口枝节连接四级出口枝节26；

所述四级出口枝节26的末端垂直连接所述第一空气垂直波导5。

如图7至图10所示，所述传递腔体4包括由两个第一斜面15和两个第二斜面16组成的屋脊型结构，所述两个第一斜面15分别位于所述第一空气垂直波导5的两端，所述两个第二斜面16分别位于所述第一空气垂直波导5的两侧。

所述传递腔体4的上表面呈中心对称布置有四个所述第二空气垂直波导6，所述第二空气垂直波导6处匹配有第二传输膜片17；所述第一斜面15上匹配有第三传输膜片18，两个相邻的所述第二空气垂直波导6间连接有第四传输膜片19。第二空气垂直波导6与第二斜面16间设有三角形空腔28。

所述辐射单元单体包括一个水平辐射板20和一个与所述水平辐射板20垂直连接的竖直辐射板21；所述竖直辐射板21与所述第二空气垂直波导6在长度方向上相平行；所述水平辐射板20与所述金属基体1的上表面相平行，所述水平辐射板20的下表面设有辐射支撑柱22；所述辐射支撑柱22的底端与所述金属基体1的上表面相抵触。

在所述T型连接结构的连接处，所述入口枝节的上表面高度低于所述出口枝节的上表面高度，所述入口枝节的宽度不小于出口枝节的宽度。

所述入口枝节的两侧均设有一个贯通缺口23；在所述出口枝节上，与所述入口枝节相对的一侧设有与所述入口枝节相对的梯形凸起24。

所述过渡波导9与所述三级入口枝节的连接处设有过渡膜片25，所述三级出口枝节14与所述第一空气垂直波导5的连接处设有过渡膜片25。

实施例2

本发明实施例2提供的一种新型的电磁能量分配结构(即空气波导功分网络结合传递腔体实现的电磁能量分配)，其具有较为复杂的几何结构，基于该电磁能量分配结构设计了一种新型平面阵列天线。

如图2所示，本发明实施例2所述的平面阵列天线结构整体分为3层，具体包括位于金属基体1上部的金属结构单元构成的天线辐射单元，在金属基体1内部的空气波导功分网络3和空气腔体(即传递腔体)共同构成的空气馈电网络。电磁能量经波导入口8进入空气波导功分网络3等分为16路，从空气波导功分网络3末端的第一空气垂直波导进入空气腔体，再由空气腔体将电磁能量等分为4路，最终通过空气腔体末端的第二空气垂直波导将电磁能量耦合到金属辐射结构单元，向自由空间辐射完成能量转换过程。

在本发明实施例2中，如图7至图10所示，金属辐射单元单体的个数与第二空气垂直波导的个数比例为4:1，第二空气垂直波导的个数与空气腔体的个数比例为4:1。一个传递腔体、四个单体及16个辐射单元单体共同构成一个2×2子辐射单元，电磁能量经空气波导功分网络均分为16路后，每一路经过第一空气垂直波导传入一个2×2子辐射单元，2×2子辐射单元的传递腔体将一路电磁能量传递给4个第二空气垂直波导，每一个第二空气垂直波导再将电磁能量均分给4个辐射单元单体。

而在实际应用中，单层空气波导功分网络由n个T型结构级联而成，每个T型结构由入口枝节和出口枝节共同组成，入口枝节宽度不小于出口枝节宽度，入口枝节高度不高于出口枝节高度。即，空气波导功分网络中，传输枝节的级数并不限于四级，也可在四级出口枝节的两端再分别连接五级传输枝节，依次类推，实现电磁能量分配更加精细的功分网络。

波导入口8可位于平面阵列的侧边(短边为弧形)，也可位于平面阵列的背面(长边为直线，短边为弧形；或为标准矩形波导口)。空气波导馈电网络的长边为直线，对称的短边(上、下表面)为半弧形。

本发明实施例2中，电磁能量经由波导入口8进入空气波导功分网络内部，先经渐变结构27进入入口枝节11，该渐变结构由波导入口一端向入口枝节一端逐渐变薄、高度逐渐变低。入口枝节11与出口枝节的中部垂直连接，电磁能量从入口枝节进入出口枝节等分为2路，在T型结构连接处的入口枝节存在一组向内侧凸起(即贯穿缺口23)，出口枝节有一个朝向入口枝节的梯形凸起24，贯穿缺口以及梯形凸起用于阻抗匹配。

电磁能量在每一级T型结构完成能量的等量分配；空气波导功分网络1由多组T型结构级联构成，最终实现电磁能量由1路等分为16路的过程。

空气腔体位于空气波导功分网络的上层。屋脊形空腔由1组(2个)第一斜面15和1组(2个)第二斜面16构成，空气腔体上下表面的斜面的倾斜角度可不同。4个三角形腔体28放置于屋脊形空腔与4个第二空气垂直波导的连接处，该三角形腔体为等腰三角形。1对三角形膜片(第三传输膜片18)分别位于两侧的第一斜面上，三角形膜片的高度不高于屋脊高度。第二对三角形膜片(第二传输膜片17)位于屋脊空腔与第二空气垂直波导的连接处，高度不高于三角形腔体高度。1对矩形膜片(第四传输膜片19)分别位于两侧第二斜面下边沿(两个第二空气垂直波导之间)。

在最后一级T型结构末端，为了实现电磁能量等幅同相给上层空气腔体馈电，采用90°弯折结构(即第一空气垂直波导)，为了实现良好的阻抗匹配，弯折结构处采用圆柱形膜片(过渡膜片)；在第一空气垂直波导的下部采用三角形膜片(即第一传输膜片)。由于弯折结构尺寸较大，为避免与空气波导功分网络内部其他波导相交，采用短直波导(即过渡波导9)将整体结构平移，并在该短直波导与传输枝节连接处采用圆柱形膜片(过渡膜片)进行匹配。

在实际应用中，上述过渡膜片不限于采用圆柱形膜片，也可为三棱柱或四棱柱结构。

电磁能量经由第一空气垂直波导5进入空气腔体内部，经由第一斜面和第二斜面构成的屋脊形空腔将电磁能量等分为4路，屋脊形空腔与4个第二空气垂直波导6连接处，放置三角形腔体。为实现良好的电磁能量传输，分别在屋脊形空腔与4个第二空气垂直波导、第一斜面侧、第二斜面，分别引入匹配膜片：第一三角形膜片(即第二传输膜片17)，第二三角形膜片(即第三传输膜片18)和矩形膜片(即第四传输膜片19)。

本发明实施例2所述的天线阵列在具体应用中，辐射支撑柱用以支撑水平辐射板，辐射支撑柱不局限于示例所示的倒梯形台体，任何可提供支撑结构的立方体、圆柱体、圆锥体、棱锥体、棱台体均可实现该功能需求。4个金属辐射单元单体沿第二空气垂直波导的长边方向的间距可不与与之垂直方向相邻单元间距相等。

第一空气垂直波导的长边尺寸大于最低截止频率波长的一半，第一空气垂直波导的短边尺寸不大于波导入口的短边长度。

所设计的平面阵列天线的S参数结果如图11所示，由图中可以看出，其|S₁₁|<-10dB阻抗带宽为31.5％。

综上所述，本发明实施例所述的空气波导平面阵列天线，结构紧凑，具有较好的增益和工作带宽，具有良好且稳定的辐射特性；在复杂的多层金属空腔内部，可实现电磁能量有效分配及高效传输。

本领域普通技术人员可以理解：本发明实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种空气波导平面阵列天线，其特征在于：包括金属基体（1）内部的空气馈电网络以及设于所述金属基体（1）上表面的辐射单元（2）；

所述空气馈电网络包括空气波导功分网络（3）和传递腔体（4），所述空气波导功分网络（3）将电磁能量均匀分配成多路后通过第一空气垂直波导（5）传输给所述传递腔体（4），所述传递腔体（4）将每一路电磁能量再次均匀分配后通过第二空气垂直波导（6）传输给所述辐射单元（2）；所述传递腔体（4）包括由两个第一斜面（15）和两个第二斜面（16）组成的屋脊型结构，所述两个第一斜面（15）分别位于所述第一空气垂直波导（5）的两端，所述两个第二斜面（16）分别位于所述第一空气垂直波导（5）的两侧；

所述辐射单元（2）包括多个辐射单元单体（7），四个辐射单元单体（7）呈中心对称分布于一个所述第二空气垂直波导（6）的长边的两侧。

2.根据权利要求1所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：所述空气波导功分网络（3）包括多级T型连接结构逐次级联构成，两个传输枝节相互垂直构成T型连接结构；其中，所述传输枝节的横截面的形状为上短边和下短边相互对称的弧形；

在所述T型连接结构中，按照电磁能量的传播方向将两个传输枝节分别命名为入口枝节和出口枝节，一个所述入口枝节与一个所述出口枝节垂直连接，电磁能量由入口枝节传输给出口枝节完成等量分配；其中，

倒数第二级T型连接结构中的入口枝节设有过渡波导（9）；

最后一级的T型连接结构中的出口枝节的两端均垂直连接所述第一空气垂直波导（5），所述第一空气垂直波导（5）的下部设有第一传输膜片（10），所述第一空气垂直波导（5）的顶部连接一个所述传递腔体（4）。

3.根据权利要求2所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：电磁能量由波导入口（8）进入空气波导功分网络后被等分为16路，每一路电磁能量由第一空气垂直波导（5）传输给所述传递腔体（4）；

空气波导功分网络均分的每一路电磁能量由传递腔体（4）等分为4路，由传递腔体（4）均分后的每一路电磁能量通过一个所述第二空气垂直波导（6）传输给四个所述辐射单元单体（7）。

4.根据权利要求3所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：所述空气波导功分网络（3）包括四级T型连接结构级联构成，一级T型连接结构的一级入口枝节（11）的一端连接有一渐变结构（27），所述渐变结构（27）的一端为所述波导入口（8），所述一级入口枝节（11）的另一端连接一级出口枝节（12）；

所述一级出口枝节（12）作为二级T型连接结构的二级入口枝节，所述二级入口枝节连接二级出口枝节（13）；

所述二级出口枝节（13）作为三级T型连接结构的三级入口枝节，所述三级入口枝节上设有所述过渡波导（9），所述三级入口枝节的端部连接三级出口枝节（14）；

所述三级出口枝节（14）作为四级T型连接结构的四级入口枝节，所述四级入口枝节连接四级出口枝节（26）；

所述四级出口枝节（26）的末端垂直连接所述第一空气垂直波导（5）。

5.根据权利要求4所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：所述传递腔体（4）的上表面呈中心对称布置有四个所述第二空气垂直波导（6），所述第二空气垂直波导（6）与所述第二斜面（16）间设有三角形空腔（28）；所述第二空气垂直波导（6）处匹配有第二传输膜片（17）；所述第一斜面（15）上匹配有第三传输膜片（18）；两个相邻的所述第二空气垂直波导（6）间连接有第四传输膜片（19），所述第四传输膜片（19）位于所述第二斜面（16）的下沿。

6.根据权利要求5所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：所述辐射单元单体包括一个水平辐射板（20）和一个与所述水平辐射板（20）垂直连接的竖直辐射板（21）；所述竖直辐射板（21）与所述第二空气垂直波导（6）在长度方向上相平行；所述水平辐射板（20）与所述金属基体（1）的上表面相平行，所述水平辐射板（20）的下表面设有辐射支撑柱（22）；所述辐射支撑柱（22）的底端与所述金属基体（1）的上表面相抵触。

7.根据权利要求4-6所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：在所述T型连接结构的连接处，所述入口枝节的上表面高度低于所述出口枝节的上表面高度，所述入口枝节的宽度不小于出口枝节的宽度。

8.根据权利要求7所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：所述入口枝节的两侧均设有一个贯通缺口（23）；在所述出口枝节上，与所述入口枝节相对的一侧设有与所述入口枝节相对的梯形凸起（24）。

9.根据权利要求8所述的空气波导平面阵列天线，其特征在于：所述过渡波导（9）与所述三级入口枝节的连接处设有过渡膜片（25），所述三级出口枝节（14）与所述第一空气垂直波导（5）的连接处设有过渡膜片（25）。

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