CN117117475A - 一种承载/辐射一体化多波束天线结构及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料及天线技术领域，提供了一种承载/辐射一体化多波束天线结构及其制备方法和应用。本发明通过在聚四氟乙烯板表面设置金属阵列构造导波结构，以激发电磁波的表面等离激元传播模式；并且，本发明在金属阵列表面粘贴增强贴片，能够同时提高导波结构的电磁波传输性能和承载性能；同时，在导波结构的空隙内填充泡沫材料，进一步增强天线结构的力学性能，最终实现电磁波辐射和轻量化承载一体化设计与制备；进一步的，本发明通过对金属阵列和增强贴片进行设计，能够实现不同方向的多波束电磁波辐射。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料及天线技术领域，尤其涉及一种承载/辐射一体化多波束天线结构及其制备方法和应用。
背景技术
机载天线承担着飞机通信、导航、敌我识别、对抗等多重任务，机载天线设计成为现代信息化战争中各国竞相争抢的技术高地。而传统雷达天线罩及外置天线不但会增大飞机雷达散射截面(RCS)，还会对气动性能产生不利影响，同时增加了飞行器的整体重量、复杂性以及维护成本。因此迫切需要既能与飞机装备平台高度集成和融合，又兼具优良力学和电磁性能的天线。
遗憾的是，传统一体化天线的电磁性能设计与力学性能设计通常是分开的，即针对电磁需求设计天线，并在其周围安装保护壳，上方安装天线罩，在不影响天线辐射特性的同时进行力学承载，天线、保护壳、天线罩各自承担不同责任，独立工作，结构利用效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种承载/辐射一体化多波束天线结构及其制备方法和应用。本发明提供的天线结构在实现多波束辐射的同时具有优异的力学性能，并且结构利用率高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种承载/辐射一体化多波束天线结构，包括：
上透射面板和下透射面板；
设置在所述上透射面板和下透射面板之间的导波结构；所述导波结构包括聚四氟乙烯板以及设置在聚四氟乙烯板两侧表面的金属阵列；所述导波结构的数量为8条，且至少4条导波结构的金属阵列表面还粘贴有增强贴片；
馈电结构；所述馈电结构包括法兰盘和设置在法兰盘上的探针；所述导波结构与所述上透射面板和下透射面板垂直，且环绕所述探针均匀排列；
填充在相邻导波结构空隙间的泡沫材料。
优选的，相邻导波结构的夹角为45°，所述导波结构的高度等于上透射面板和下透射面板之间的垂直高度。
优选的，所述馈电结构的法兰盘嵌入所述下透射面板中，探针置于所述导波结构环绕区域的中心处。
优选的，所述金属阵列的材质为铜，所述金属阵列靠近探针一侧的边缘和所述探针的垂直距离为4～12mm；
所述金属阵列为金属锯齿阵列；所述金属锯齿阵列包括传输段和设置在传输段两侧的过渡段，所述传输段中的金属锯齿呈恒定分布，所述过渡段的锯齿呈梯度分布。
优选的，所述金属锯齿阵列中，相邻金属锯齿的间距为0.1～0.3mm，传输段金属锯齿的的齿高为2～3mm，金属锯齿的宽度为0.1～0.3mm；所述过渡段的轮廓为抛物线构型。
优选的，所述上透射面板、下透射面板和增强贴片的材质为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料；所述上透射面板、下透射面板和增强贴片的厚度独立地为0.5～1mm；所述聚四氟乙烯板的厚度为0.5～1mm，所述金属阵列的厚度为0.018～0.035mm；所述泡沫材料为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。
优选的，所述探针的直径为0.6mm，长度为6.5～10mm。
本发明还提供了上述方案所述承载/辐射一体化多波束天线结构的制备方法，包括以下步骤：
对具有金属镀层的聚四氟乙烯板进行刻蚀，在聚四氟乙烯板两侧表面形成金属阵列，得到导波结构；
取8条导波结构，在至少4条导波结构的金属阵列表面粘贴增强贴片，之后将全部的导波结构固定在所述上透射面板和下透射面板之间，在相邻导波结构的空隙中填充泡沫材料，将馈电结构的法兰盘嵌入到下透射面板中，探针置于导波结构的中心，得到承载/辐射一体化多波束天线结构。
优选的，固定所述导波结构的方法包括：将相互垂直的四个导波结构开槽嵌锁，将嵌锁后的结构粘贴固定在上透射面板和下透射面板之间，剩余导波结构直接粘贴固定；所述开槽嵌锁时预留空隙，所述馈电结构的探针嵌入在所述预留空隙中。
本发明还提供了上述方案所述的承载/辐射一体化多波束天线结构或上述方案所述制备方法制备得到的承载/辐射一体化多波束天线结构在雷达天线中的应用。
本发明提供了一种承载/辐射一体化多波束天线结构，包括：上透射面板和下透射面板；设置在所述上透射面板和下透射面板之间的导波结构；所述导波结构包括聚四氟乙烯板以及设置在聚四氟乙烯板两侧表面的金属阵列；所述导波结构的数量为8条，且至少4条导波结构的金属阵列表面还粘贴有增强贴片；馈电结构；所述馈电结构包括法兰盘和设置在法兰盘上的探针；所述导波结构与所述上透射面板和下透射面板垂直，且环绕所述探针均匀排列；填充在相邻导波结构空隙间的泡沫材料。本发明通过在聚四氟乙烯板表面设置金属阵列构造导波结构，以激发电磁波的表面等离激元传播模式；并且，本发明在金属阵列表面粘贴增强贴片，能够同时提高导波结构的电磁波传输性能和承载性能；同时，本发明在导波结构的空隙内填充泡沫材料，进一步增强天线结构的力学性能，最终实现电磁波辐射和轻量化承载一体化设计与制备；进一步的，本发明通过对金属阵列和增强贴片进行设计，实现了不同方向的多波束电磁波辐射。
附图说明
图1为实施例1中承载/辐射一体化多波束天线结构的示意图；其中：1为导波结构I(即沿透射面板对角线方向设置的导波结构)，2为导波结构II(即沿x、y方向设置的导波结构)，3为增强贴片，4为泡沫材料，5为上透射面板，6为馈电结构，7为下透射面板；
图2为实施例1中承载/辐射一体化多波束天线结构中金属阵列展示图；
图3为实施例2和实施例3中承载/辐射一体化多波束天线结构的示意图，其中(a)为实施例2，(b)为实施例3；
图4为实施例2中承载/辐射一体化多波束天线结构中金属阵列展示图；
图5为实施例1～3制备的承载/辐射一体化多波束天线结构的电磁性能测试结果，其中(a)～(c)分别为实施例1～3中天线结构的仿真测试和实验测试结果，(d)～(f)分别为实施例1～3中天线结构的归一化方向图；
图6为实施例2以及对比例1～2制备的天线结构的抗压缩性能测试结果。
具体实施方式
本发明提供了一种承载/辐射一体化多波束天线结构，包括：
上透射面板和下透射面板；
设置在所述上透射面板和下透射面板之间的导波结构；所述导波结构包括聚四氟乙烯板以及设置在聚四氟乙烯板两侧表面的金属阵列；所述导波结构的数量为8条，且至少4条导波结构的金属阵列表面还粘贴有增强贴片；
馈电结构；所述馈电结构包括法兰盘和设置在法兰盘上的探针；所述导波结构与所述上透射面板和下透射面板垂直，且环绕所述探针均匀排列；
填充在相邻导波结构空隙间的泡沫材料。
本发明提供的承载/辐射一体化多波束天线结构包括上透射面板和下透射面板。在本发明中，所述上透射面板和下透射面板优选为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，更优选为FR-4面板，所述FR-4面板的介电常数优选为4.3(1-j0.025)；本发明采用透射面板作为上下面板，能够减少在辐射过程中上下面板对电磁波的影响。在本发明中，所述上透射面板和下透射面板的厚度独立地优选为0.5～1mm。在本发明中，所述上透射面板和下透射面板优选为正方形面板。
本发明提供的承载/辐射一体化多波束天线结构包括设置在所述上透射面板和下透射面板之间的导波结构；所述导波结构包括聚四氟乙烯板以及设置在所述聚四氟乙烯板两侧表面的金属阵列；所述导波结构的数量为8条。
在本发明中，相邻导波结构的夹角优选为45°，所述导波结构的高度(即宽度)等于上透射面板和下透射面板之间的垂直高度，所述导波结构的长边和上下透射面板接触；在本发明中，沿x、y方向的导波结构记为导波结构II，其余4条导波结构沿上下透射面板的对角线方向设置，记为导波结构I(见图1)；在本发明的具体实施例中，4条导波结构I的一端位于上下透射面板的顶角处；导波结构I的长度为导波结构II的倍，计算导波结构长度时，金属阵列与探针之间的垂直距离(图1中的s)均不计算在内。
在本发明中，所述聚四氟乙烯板优选为F4B板，所述F4B板的介电常数优选为2.65(1-j0.001)；所述聚四氟乙烯板的厚度优选为0.5～1mm；所述导波结构优选为长方体形状，所述导波结构的高度(图2中的w)优选为18～22mm，更优选为20mm，所述导波结构具体是长边与上下透明面板接触，并垂直设置在上下透明面板之间，即所述导波结构的高度等于上下透射面板的垂直距离；在本发明的具体实施例中，为保证导波结构的连续性，优选将互相垂直的4条导波结构相互连接，连接的方法优选为开槽嵌锁，另外4条粘结固定在相应位置上；在本发明的具体实施例中，当仅有4条导波结构粘贴有增强贴片时，优选将设置有增强贴片的4条导波结构相互连接，另外4条没有粘贴增强贴片的导波结构用粘结剂固定。
在本发明中，所述金属阵列的材质优选为铜，所述金属阵列的厚度优选为0.018～0.035mm；所述金属阵列靠近探针一侧的边缘和所述探针的垂直距离(图1中的s)优选为4～12mm；所述金属阵列具体是刻蚀在F4B板的两侧；所述金属阵列优选为金属锯齿阵列；所述金属锯齿阵列优选包括传输段和设置在传输段两侧的过渡段，所述传输段中的金属锯齿呈恒定分布，所述过渡段的锯齿呈梯度分布。在本发明中，所述金属阵列具体为对称结构，金属阵列中间为连接线，连接线两侧为金属锯齿，通过连接线将各个金属锯齿相连。
在本发明中，相邻金属锯齿的间距(图2中的p)优选为0.1～0.3mm，金属锯齿的宽度(图2中的a)优选为0.1～0.3mm；过渡段长度(图2中的l1)优选为7mm，传输段长度(图2中的l2)优选为4.9～21.8mm；在本发明中，所述导波结构II中，金属阵列的总长度优选和导波结构的长度一致，在导波结构I中，导波结构的长度优选为金属阵列总长度的倍；传输段金属锯齿的齿高(图2中的h)优选为2～3mm，连接线的宽度(图2中的b)优选为0.2～0.5mm；在本发明的具体实施例中，导波结构I和导波结构II中的金属阵列的各个尺寸可以相同，也可以不同，本发明中针对不同实施例进行具体设计，具体采用本领域常规方法，通过仿真软件进行设计即可。在本发明的具体实施例中，所述金属锯齿阵列由铜箔条组成，所述铜箔条的电导率优选为5.8×107S/m。
在本发明中，阵列两侧过渡段的轮廓优选为抛物线构型，在本发明的具体实施例中，优选根据公式I确定过渡段的轮廓线：
其中0≤x≤l1，原点为聚四氟乙烯板边缘中点，x为正方向水平向前的坐标轴坐标；h表示金属锯齿的齿高，a表示金属锯齿的宽度，l1表示过渡段长度。
本发明利用上述金属阵列激发电磁波的表面等离激元传播模式，从而实现电磁波传输。
在本发明的具体实施例中，所述金属阵列优选由镀铜F4B板经刻蚀形成，后续在制备方法部分进行详细说明。
在本发明中，至少4条导波结构的金属阵列表面还粘贴有增强贴片，在本发明的具体实施例中，当导波结构为8条时，优选在相互垂直的4条导波结构的金属阵列表面粘贴增强贴片(具体为4条导波结构I的金属阵列表面粘贴增强贴片，或在4条导波结构II的金属阵列表面粘贴增强贴片)，或优选在8条导波结构的金属阵列表面均粘贴有增强贴片；所述增强贴片优选为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，更优选为FR-4板，所述增强贴片的厚度优选为0.5～1mm，更优选为1mm，所述增强贴片的宽度与所述聚四氟乙烯板的宽度保持一致，长度与所述金属阵列的长度保持一致。在本发明的不同具体实施例中，增强贴片被设置在不同的导波结构上，以控制天线的辐射性能。
本发明提供的承载/辐射一体化多波束天线结构包括馈电结构；所述馈电结构包括法兰盘和设置在法兰盘上的探针，还包括设置在法兰盘下方的同轴线(见图1)，所述探针和同轴线均与法兰盘垂直，且位于法兰盘的中心处；在本发明中，所述同轴线的直径优选为2mm，探针的直径优选为0.6mm，探针的长度(图1中的hk)优选为6.5～10mm，更优选为6.5mm；本发明对所述馈电结构没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可，在本发明的具体实施例中，所述馈电结构为馈电单极子，具体为铜制单极子；所述导波结构环绕所述探针均匀排列，具体排列方式不再赘述；所述馈电结构的法兰盘嵌入下透射面板中，探针置于导波结构环绕区域的中心，具体的，4条垂直的导波结构开槽嵌锁，并在中心位置预留空隙，所述探针置于预留的空隙中，后续在制备方法部分进行详细说明。
本发明提供的承载/辐射一体化多波束天线结构包括填充在相邻导波结构空隙间的泡沫材料；所述泡沫材料的相对介电常数优选为1.27；所述泡沫材料优选为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(PMI泡沫)；所述PMI泡沫的密度优选为75～220kg/m3，更优选为75kg/m3；在本发明的具体实施例中，优选是将泡沫材料在上下透射面板之间填充满，泡沫材料的边缘与所述上下透射面板保持一致。本发明通过填充泡沫材料，能够抑制导波结构的屈曲现象，增加结构的压缩强度，进而增强天线结构的力学性能。
本发明还提供了上述方案所述承载/辐射一体化多波束天线结构的制备方法，包括以下步骤：
对具有金属镀层的聚四氟乙烯板进行刻蚀，在聚四氟乙烯板两侧表面形成金属阵列，得到导波结构；
取8条导波结构，在至少4条导波结构的金属阵列表面粘贴增强贴片，之后将全部的导波结构固定在所述上透射面板和下透射面板之间，在相邻导波结构的空隙中填充泡沫材料，将馈电结构嵌入到下透射面板中，探针置于导波结构的中心，得到承载/辐射一体化多波束天线结构。
本发明对具有金属镀层的聚四氟乙烯板进行刻蚀，在聚四氟乙烯板两侧表面形成金属阵列，得到导波结构。在本发明中，所述具有金属镀层的聚四氟乙烯板优选为镀铜F4B板，所述镀铜F4B板表面镀铜层的厚度优选为0.018～0.035mm，更优选为0.018mm；所述刻蚀的方法优选为浸入刻蚀，所述浸入刻蚀采用的刻蚀剂优选为酸性氯化铜溶液，本发明对所述浸入刻蚀的具体操作条件没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的条件，能够实现刻蚀即可；所述浸入刻蚀时，优选在所述镀铜F4B板表面粘贴掩膜版，所述掩膜板的形状根据所述金属阵列的形状进行设计即可。在本发明的具体实施例中，优选在完成刻蚀后，利用精雕机将刻蚀后的F4B板进行切割，切割尺寸优选按照导波结构I和导波结构II的尺寸进行。
得到导波结构后，本发明取8条导波结构，在至少4条导波结构的金属阵列表面粘贴增强贴片，之后将全部的导波结构固定在所述上透射面板和下透射面板之间。在本发明中，固定所述导波结构的方法优选包括：将相互垂直的四个导波结构开槽嵌锁，将嵌锁后的结构粘贴在上透射面板和下透射面板之间，剩余导波结构直接粘贴固定；所述开槽嵌锁时预留空隙，所述馈电结构的探针嵌入在所述预留空隙中。在本发明中，具体是将4条导波结构I进行开槽嵌锁，或将4条导波结构II进行开槽嵌锁；所述开槽嵌锁的方式优选为：利用精雕机将刻蚀后的F4B板切割成矩形长条，当将导波结构I进行开槽嵌锁时，所述矩形长条的尺寸为2×lz1+2×s，当将导波结构II进行开槽嵌锁时，所述矩形长条的尺寸为2×lz2+2×s，切割时在矩形长条中间切割出一个宽度为1mm，长度为hk(探针长度)的空间，以放置探针；对矩形长条中间剩余空间进行开槽处理，其中一个矩形长条在探针预留位置的相对侧边进行开槽，开槽深度为(w-hk)/2，另一个矩形长条直接沿探针预留位置将槽加深，加深的尺寸也为(w-hk)/2；将两个矩形长条垂直嵌锁，即完成开槽嵌锁的过程。
开槽嵌锁完成后，利用粘结剂将嵌锁结构以及其余导波结构固定在上下透射面板之间；本发明所用的粘结剂优选为环氧树脂系列胶结剂。
导波结构固定完成后，在相邻导波结构的空隙中填充泡沫材料，将馈电结构嵌入到下透射面板中，探针置于导波结构的中心，得到承载/辐射一体化多波束天线结构。在本发明中，优选将馈电单极子的法兰盘嵌在下透射面板中，探针伸入嵌锁结构的预留位置处；本发明对所述泡沫材料的填充方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可，具体可采用粘结剂粘结。
本发明还提供了上述方案所述的承载/辐射一体化多波束天线结构或上述方案所述制备方法制备得到的承载/辐射一体化多波束天线结构在雷达天线中的应用。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下列实施例中，采用的上下透射面板为FR-4面板，增强贴片为FR-4板，介电常数均为4.3(1-j0.025)；聚四氟乙烯板为F4B板，介电常数为2.65(1-j0.001)；金属阵列的材质为铜，电导率为5.8×107S/m；泡沫材料为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，介电常数为1.27。
实施例1
图1为实施例1中承载/辐射一体化多波束天线结构的示意图，其中1为导波结构I(即沿x、y方向设置的导波结构)，2为导波结构II(即沿透射面板对角线方向设置的透射面板)，3为增强贴片，4为泡沫材料，5为上透射面板，6为馈电结构，7为下透射面板。
图2为实施例1中承载/辐射一体化多波束天线结构中金属阵列展示图。
本实施例的导波结构为8条，围绕馈电结构的探针均匀排列，相邻导波结构的夹角为45°，沿x、y方向设置的导波结构通过开槽嵌锁连接，另外4条导波结构通过粘结剂固定；导波结构均为刻蚀有金属阵列的F4B板，并且8条导波结构的两侧面均刻蚀有金属阵列，且8个导波结构的金属阵列上均粘贴有增强贴片；相邻导波结构的空隙填充有PMI泡沫；馈电结构为铜制单极子，铜制单极子的探针位于导波结构中心。
其中：所述FR-4面板、FR-4增强贴片的厚度均为1mm，所述FR-4面板为正方形，边长为96mm。金属阵列中齿高h＝2mm，齿宽a＝0.2mm，齿周期p＝0.4mm，连接线宽b＝0.4mm，导波结构II中金属阵列阵列总长lz2＝35.8mm，导波结构I总长lz1为lz2的倍。金属阵列由镀铜FB4板刻蚀形成，其中FB4板的厚度为1mm，镀铜层的厚度为0.018mm。导波结构高w＝20mm，金属阵列与单极子距离s＝12mm，单极子探针长hk＝6.5mm。
一体化多波束天线结构的制备方法如下：在镀铜FB4板表面粘贴掩膜版，之后采用氯化铜溶液进行浸没刻蚀，在形成金属锯齿阵列，利用粘结剂在金属锯齿阵列上粘贴增强贴片，将沿x，y方向的四条导波结构II中的聚四氟乙烯板相互连接并开槽嵌锁，并预留探针空隙，其他四条导波结构I固定在相应位置，在相邻导波结构的空隙填充泡沫；利用粘结剂将所述导波结构阵列及泡沫固定在透射面板之间，并将单极子嵌入到下透射面板之中，探针安放在开槽嵌锁时结构中间预留的空间中，得到一体化多波束天线结构。
对实施例1中的一体化多波束天线结构的电磁性能进行仿真测试与试验测试，其中回波损耗S11由矢量网络分析仪测得，方向图按照GB/T40602.1-2021在微波暗室中进行测试，测试结果如图5中的(a)和(d)所示；根据测试结果可以看出，该实施例制备的一体化多波束天线结构的回波损耗S11在7.9～8.8GHz频段内，均小于-10dB。且在工作频段内该实施例可以实现八波束辐射，主波束沿金属锯齿结构中间辐射。
实施例2
图3中的(a)为实施例2中承载/辐射一体化多波束天线结构的示意图，图4为实施例2中一体化多波束天线结构中金属阵列展示图。
与实施例1不同的是，FR-4面板边长为55mm，金属阵列中的齿周期p＝0.3mm，导波结构I中金属阵列总长lz1＝26.9mm，齿高h1＝2mm；导波结构II中金属阵列总长lz2＝15.5mm，齿高h2＝3mm。
在实施例2中，增强贴片粘贴在导波结构I中的金属阵列之上，而导波结构II不粘贴增强贴片。为保证连续性，将导波结构I之间的F4B板进行开槽嵌锁相连。其余条件均和实施例1相同。
对实施例2中的一体化多波束天线结构的电磁性能进行仿真测试与试验测试，测试方法和实施例1相同，测试结果如图5中的(b)和(e)所示。根据测试结果可以看出，该实施例制备的一体化多波束天线结构的回波损耗S11在8.8～9.9GHz频段内，均小于-10dB。且在其工作频段内，该实施例可以实现四波束辐射，主波束沿导波结构I进行辐射。
实施例3
图3中的(b)为实施例3中承载/辐射一体化多波束天线结构的示意图，其结构尺寸与实施例2的一体化多波束天线结构相同，但在实施例3中，增强贴片粘贴在导波结构II中的金属阵列之上，而导波结构I不粘贴增强贴片。为保证连续性，将导波结构II之间的F4B板通过开槽嵌锁相连。其他条件均和实施例2相同。
对实施例3中的承载/辐射一体化多波束天线结构的电磁性能进行仿真测试与试验测试，测试方法和实施例1相同，测试结果如图5中的(c)和(f)所示。根据测试结果可以看出，该实施例制备的一体化多波束天线结构的回波损耗S11在8.4～9.6GHz频段内，均小于-10dB。且在其工作频段内，该实施例可以实现四波束辐射，主波束沿导波结构II进行辐射。
根据实施例1～3可以看出，通过可控制增强贴片的位置，可以实现八波束辐射和不同方向的四波束辐射。
对比例1
与实施例2基本相同，不同之处在于，未填充PMI泡沫，得到介质夹芯结构。
对比例2
与实施例2基本相同，不同之处在于，不设置导波结构，得到PMI泡沫夹芯结构。
按照GB/T 1453-2022《夹层结构或芯子平压性能试验方法》中的方法，对实施例2以及对比例1～2制备的天线结构的抗压缩性能进行试验测试，结果如图6所示，其中“对比例1+对比例2”表示对比例1和对比例2制备的一体化多波束天线结构抗压缩性能的线性叠加。为方便试验，在进行抗压缩性能测试时去除馈电结构。根据图6中的测试结果可知，本发明的一体化多波束天线结构的抗压强度显著高于PMI泡沫夹芯结构、介质夹芯结构，且显著高于二者的线性叠加，实现了抗压缩性能的耦合增强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，包括：
上透射面板和下透射面板；
设置在所述上透射面板和下透射面板之间的导波结构；所述导波结构包括聚四氟乙烯板以及设置在聚四氟乙烯板两侧表面的金属阵列；所述导波结构的数量为8条，且至少4条导波结构的金属阵列表面还粘贴有增强贴片；
馈电结构；所述馈电结构包括法兰盘和设置在法兰盘上的探针；所述导波结构与所述上透射面板和下透射面板垂直，且环绕所述探针均匀排列；
填充在相邻导波结构空隙间的泡沫材料。
2.根据权利要求1所述的承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，相邻导波结构的夹角为45°，所述导波结构的高度等于上透射面板和下透射面板之间的垂直高度。
3.根据权利要求2所述的承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，所述馈电结构的法兰盘嵌入所述下透射面板中，探针置于所述导波结构环绕区域的中心处。
4.根据权利要求1所述的承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，所述金属阵列的材质为铜，所述金属阵列靠近探针一侧的边缘和所述探针的垂直距离为4～12mm；
所述金属阵列为金属锯齿阵列；所述金属锯齿阵列包括传输段和设置在传输段两侧的过渡段，所述传输段中的金属锯齿呈恒定分布，所述过渡段的锯齿呈梯度分布。
5.根据权利要求4所述的承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，所述金属锯齿阵列中，相邻金属锯齿的间距为0.1～0.3mm，金属锯齿的宽度为0.1～0.3mm；所述传输段中金属锯齿的的齿高为2～3mm；所述过渡段的轮廓为抛物线构型。
6.根据权利要求1所述的承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，所述上透射面板、下透射面板和增强贴片的材质为玻璃纤维增强环氧树脂复合材料；所述上透射面板、下透射面板和增强贴片的厚度独立地为0.5～1mm；所述聚四氟乙烯板的厚度为0.5～1mm，所述金属阵列的厚度为0.018～0.035mm；所述泡沫材料为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。
7.根据权利要求1所述的承载/辐射一体化多波束天线结构，其特征在于，所述探针的直径为0.6mm，长度为6.5～10mm。
8.权利要求1～7任意一项所述承载/辐射一体化多波束天线结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对具有金属镀层的聚四氟乙烯板进行刻蚀，在聚四氟乙烯板两侧表面形成金属阵列，得到导波结构；
取8条导波结构，在至少4条导波结构的金属阵列表面粘贴增强贴片，之后将全部的导波结构固定在所述上透射面板和下透射面板之间，在相邻导波结构的空隙中填充泡沫材料，将馈电结构的法兰盘嵌入到下透射面板中，探针置于导波结构的中心，得到承载/辐射一体化多波束天线结构。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，固定所述导波结构的方法包括：将相互垂直的四个导波结构开槽嵌锁，将嵌锁后的结构粘贴固定在上透射面板和下透射面板之间，剩余导波结构直接粘贴固定；所述开槽嵌锁时预留空隙，所述馈电结构的探针嵌入在所述预留空隙中。
10.权利要求1～7任一项所述的承载/辐射一体化多波束天线结构或权利要求8～9任一项所述制备方法制备得到的承载/辐射一体化多波束天线结构在雷达天线中的应用。
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