CN202601847U - 导航雷达单波导裂缝阵列天线 - Google Patents

Abstract

一种导航雷达单波导裂缝阵列天线，属于雷达导航无线电技术领域。天线钣金件固定于天线内托板上，所述天线钣金件呈喇叭口状；所述波导管为单个，切开槽有裂缝结构，波导管为金属空心管子，该波导管置于天线钣金件内；所述滤波装置为呈栅网状的滤波网，该滤波网放置于波导管和天线钣金件之间；所述波导管和波导弯管两者的同一端通过波导弯头连接起来；波导弯管的另一端由波导闷头堵住，并与旋转关节盖连接，旋转关节盖嵌入到天线内托板中；波导管的另一端与天线负载连接。本实用新型波导裂缝阵列天线由于其体积小、重量轻、口径效率高、功率容量大和容易实现低副瓣及超低副瓣等优点，在导航雷达、机载火控雷达等方面有着极为广泛的应用。

Description

导航雷达单波导裂缝阵列天线

技术领域

本实用新型涉及雷达导航无线电技术领域。

背景技术

雷达天线是雷达中用以辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达天线具有将电磁波聚成波束的功能，定向地发射和接收电磁波。雷达的重要战术性能，如探测距离、探测范围、测角(方位、仰角)精度、角度分辨力和反干扰能力均与天线性能有关。

雷达天线在空间聚成的立体电磁波束，通常用波束的水平截面图(即水平方向图)和垂直截面图(即垂直方向图)来描述。方向图呈花瓣状，又称为波瓣图。常规的天线方向图有一个主瓣和多个副瓣。主瓣用于探测目标。副瓣又称旁瓣，是无用的，愈小愈好。雷达的战术用途不同，所要求的天线波束形状也不相同。常规雷达的发射波束和接收波束是相同的，一些特殊体制的雷达，发射波束和接收波束不同。脉冲雷达多数是发射和接收共用一个天线，靠天线收发开关进行发射和接收工作状态的转换。有些雷达(如多基地雷达和连续波雷达)，其发射天线和接收天线是分开的。

雷达天线类型很多，按其结构形式，主要有反射面天线和阵列天线两大类。反射面天线由反射面和辐射器组成。辐射器又称馈源、辐射元、照射器，它向反射面辐射电磁波，经反射形成波束。阵列天线由若干辐射单元按一定间距排列在一个平面内，并按一定的功率分配比例关系向辐射单元馈电，在空间形成波束。这种天线又有振子阵列天线、波导缝隙阵列天线等多种形式。振子阵列天线用半波长(或全波长)振子作为辐射单元。波导缝隙阵列天线则在波导的窄面开槽，形成半波长的缝隙作为辐射元。

按天线波束的扫描方式，雷达天线可分为机械扫描天线、电扫描天线和机电扫描结合的天线。机械扫描天线通过机械的方法驱动天线转动，实现天线波束在方位和仰角二维的扫描，扫描的速度较慢。电扫描天线，天线固定不动，波束在方位和仰角二维的扫描，都是用电子技术控制阵列天线上各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现，波束扫描的速度很快。机电扫描结合的天线一般是方位扫描由机械驱动天线旋转进行，仰角扫描由电子技术控制各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现，因此其方位扫描较慢，仰角扫描很快。

雷达天线主要的性能指标有波瓣宽度、有效面积、增益、副瓣电平、极化方式、频带宽度、天线转速和抗风力等。波瓣宽度是天线方向图中主波瓣电磁场半功率点(0.707场强点)间的宽度，有水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度。在雷达工作波长固定的条件下，天线口径尺寸越大，波瓣宽度越窄。在天线口径尺寸固定的条件下，工作波长越短，波瓣宽度越窄。天线波瓣宽度与雷达的测角精度和角分辨力直接有关，波瓣窄，测角精度高，角分辨力强。有效面积表示雷达天线接收空中信号功率的能力，即雷达天线接收到的信号功率与来自最大辐射方向的信号的功率密度之比。一般雷达天线的有效面积为天线实际几何面积的50%～90%。增益表示雷达天线聚集波束的能力，其大小为雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与一各个方向都均匀辐射的天线在同一方向上辐射的功率之比(在两天线输入功率相同的条件下)。在雷达工作波长固定时，天线口径面积越大，天线增益越高；如果天线口径面积固定，则工作波长越短，增益越高。副瓣电平是指副瓣的最大电磁场强度与主瓣的最大电磁场强度之比，用分贝表示。雷达天线有很多副瓣，因此有最大副瓣电平和平均副瓣电平两项性能指标。根据雷达反干扰性能的要求，天线副瓣电平越低越好。

随着新材料、新工艺和计算机辅助设计技术的不断发展，雷达天线将进一步降低副瓣电平，扩展天线工作带宽，减轻重量、缩小体积和降低成本。

船用导航雷达，也称航海雷达，装载于船上，是测定船只位置和预防冲撞事故的设备，船用导航雷达通过准确捕获其他船只、航海标志等物标位置信息，并将其显示在显示单元，目的用以实现航行避让、船舶定位和引航作用。由于导航雷达天线的技术指标受微波技术、加工技术、天线测试技术等多种因素制约，研发成本高，长期以来，常规的船用导航雷达天线成本高且较难实现较高的性能技术指标。

实用新型内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种导航雷达单波导裂缝阵列天线，该天线成本低廉，结构紧凑，易于集成，低损耗，稳定性高，加工难度低，易于大规模生产。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，一种导航雷达单波导裂缝阵列天线，其特征在于，该天线主要包括天线内托板、天线钣金件、滤波装置、波导管、波导弯管和波导弯头，

所述天线钣金件固定于天线内托板上，所述天线钣金件呈喇叭口状；

所述波导管为单个，切开槽有裂缝结构，波导管为金属空心管子，该波导管置于天线钣金件内；

所述滤波装置为呈栅网状的滤波网，该滤波网放置于波导管和天线钣金件之间；

所述波导管和波导弯管两者的同一端通过波导弯头连接起来；波导弯管的另一端由波导闷头堵住，并与旋转关节盖连接，旋转关节盖嵌入到天线内托板中；波导管的另一端与天线负载连接。

所述钣金件，其重量轻、强度高、成本低、能大规模量产。

所述波导管，为空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子，波导管用来传送超高频电磁波，通过它脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地。波导管的优点是导体损耗和介质损耗小；功率容量大；没有辐射损耗；结构简单，易于制造。

所述波导弯头，其纵轴方向是突然而变化的一段波导。

微波信号从波导管端口进入，依次经过波导弯管和波导弯头、波导管。

本实用新型采用天线内托板用来承载整个天线系统，保证在任何环境条件下按照规定转速运行，采用的单根波导管，采用单端馈电，终端接吸收负载方式。

雷达天线通常置于露天工作，直接受到自然界中的风、雨、冰雪、沙尘以及太阳辐射、盐雾等的影响使天线的性能降低，寿命缩短。为此，本实用新型舰载雷达的天线外面还配有天线罩。机载雷达由于在高速平台上工作，则必须配有天线罩，以改善气动性能。天线罩是用对电磁波透过率很高的材料制成，可保护天线免受恶劣自然环境的影响，减轻天线磨损、腐蚀和老化，使天线性能稳定可靠，延长使用寿命。天线罩可使天线减少对风的防护措施，因此可减轻天线机械结构重量，降低天线驱动功率。

本实用新型波导裂缝阵列天线由于其体积小、重量轻、口径效率高、功率容量大和容易实现低副瓣及超低副瓣等优点，在导航雷达、机载火控雷达等方面有着极为广泛的应用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，导航雷达单波导裂缝阵列天线主要包括天线内托板1、天线钣金件2、滤波网3、波导管4、波导弯管5和波导弯头6，

所述天线钣金件固定于天线内托板上，所述天线钣金件呈喇叭口状；

所述波导管为单个，切开槽有裂缝结构，波导管为金属空心管子，该波导管置于天线钣金件内；

滤波装置为呈栅网状的滤波网，该滤波网放置于波导管和天线钣金件之间；

所述波导管和波导弯管两者的同一端通过波导弯头连接起来；波导弯管的另一端由波导闷头（图中未示）堵住，并与旋转关节盖7连接，旋转关节盖嵌入到天线内托板中；波导管的另一端与天线负载（图中未示）连接。

本实用新型船用导航雷达天线的作用是将雷达发射机产生的雷达导波场转换成空间辐射场，并且接收目标反射的雷达回波，将回波能量转换成导波场，由馈线送给雷达接收机。本实用新型天线成本低廉，结构紧凑，易于集成，低损耗，稳定性高，加工难度低，易于大规模生产，裂缝波导管的上、下表面均有喇叭口钣金件覆盖，抗干扰能力强。采用单端馈电和终端接天线负载的方式，降低成本，保证微波传输馈电的优良特性。波导管放置于喇叭形天线钣金件内，增加雷达波在指定方向上功率强度。栅网状滤波装置，提高天线口径效率。

Claims (1)

1.一种导航雷达单波导裂缝阵列天线，其特征在于，该天线包括天线内托板、天线钣金件、滤波装置、波导管、波导弯管和波导弯头，

所述天线钣金件固定于天线内托板上，所述天线钣金件呈喇叭口状；

所述波导管为单个，切开槽有裂缝结构，波导管为金属空心管子，该波导管置于天线钣金件内；

所述滤波装置为呈栅网状的滤波网，该滤波网放置于波导管和天线钣金件之间；

所述波导管和波导弯管两者的同一端通过波导弯头连接起来；波导弯管的另一端由波导闷头堵住，并与旋转关节盖连接，旋转关节盖嵌入到天线内托板中；波导管的另一端与天线负载连接。

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