CN202855902U - 一种形成数字波束的宽频带天线阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种形成数字波束的宽频带天线阵，该天线阵由多列波导裂缝天线等间距平行排列而成，波导裂缝天线的背部通过多个平行的铝杆固定，在波导裂缝天线的窄边上开有多个倾斜的缝隙，相邻的缝隙倾斜的方向相反；天线阵两侧的两个波导裂缝天线为闲置天线，除了两个闲置天线之外，其余波导裂缝天线的一端接入50Ω负载，另一端接入TR组件；相邻的铝杆之间的距离为铝杆宽度的4～6倍。天线阵中波导裂缝天线的数量为20列。相邻的波导裂缝天线之间的距离为天线工作频率的0.55～0.6波长。该天线阵在后端处理中，对由频率改变而引起的相变和幅度进行补偿，实现了宽频特性。无需通过具体的网络进行合成，简化了实现手段，提高了天线的性能。

Description

一种形成数字波束的宽频带天线阵

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种形成数字波束的宽频带天线阵。

背景技术

随着通信技术的发展，对天线的方向图形状要求越来越严格，以完成特殊功能的需要；而且要求天线的带宽也越来越宽，以满足跳频和抗干扰的需要。实际中，一些特定的方向图是通过相位加权技术来完成的，但是天线的相位是随天线的频率改变而改变的，这必然会导致天线的工作频率带宽很窄，如果是通过具体的合成网络来实现，会面临很多问题，具体表现在：1）网络本身以及网络之间的转换所带来的损耗非常大，天线的增益低。2）网络非常复杂，系统往往需要几十个甚至更多网络才能满足某一功能的需要。3）网络之间相互切换，也带来了成本的大幅度增益和实现的复杂化。4）网络上最终得到的幅相与理论上往往存在一定的差异，这种差异也往往使得天线的功能难于接近理想的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种宽频带的数字波束天线阵，该天线阵由多列相同的波导裂缝天线构成，在该天线阵中，除了两侧的波导裂缝天线不激励外，其余每列波导裂缝天线的一端接TR组件，另一端接50Ω的匹配负载。对每一个频点，在后面的信号处理中，对该频点下对应的幅度和相位进行补偿，即通过改变TR组件中的幅度和相位，合成在该频点需要的方向图形形状。TR组件中不同的幅度和相位对应不同的方向图形状：当相位分布满足余割平方要求时，可得到余割平方波束；当幅度分布满足三角形分布时，可得到针形波束；当相位分布依次滞后时，可以得到扫描波束。这种波束是通过天线接收到电磁场，再经过TR组件进行信号处理而形成的，也称为数字波束。由于这种处理方式可以对不同的频率进行不同的补偿，使得不同频率下的幅相特性均达到一致，从而能够实现宽频特性。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种形成数字波束的宽频带天线阵，该天线阵由多列波导裂缝天线等间距平行排列而成，波导裂缝天线的背部通过多个平行的铝杆固定，在波导裂缝天线的窄边上开有多个倾斜的缝隙，相邻的缝隙倾斜的方向相反；所述天线阵两侧的两个波导裂缝天线为闲置天线，除了两个闲置天线之外，其余波导裂缝天线的一端接入负载，另一端接入TR组件。

本实用新型还包括如下其他技术特征：

相邻的铝杆之间的距离为铝杆宽度的4～6倍。

所述天线阵中波导裂缝天线的数量为20列。

相邻的波导裂缝天线之间的距离为天线工作频率的0.55～0.6波长。

所述波导裂缝天线采用环氧胶粘接铝杆上，且每个波导裂缝天线的两侧通过螺钉在铝杆上进行固定。

相邻的波导裂缝天线之间的铝杆上设有扼流槽，所述扼流槽的深度为四分之一波长。

所述波导裂缝天线的波导管采用半高波导管。

所述单列波导裂缝天线上相邻缝隙中点之间的距离小于天线工作频率的半个波长。

现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、在后端处理中，对由频率改变而引起的相变和幅度进行补偿，能够实现宽频特性。

2、无需通过具体的网络进行合成，简化了实现手段，提高了天线的性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图（以20阵列为例）。

图2是本实用新型的天线阵的背面示意图。

图3是波导裂缝天线的结构示意图。

图4是波导裂缝天线之间的扼流槽的示意图。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

以下实施例仅仅是对本实用新型的解释说明，本实用新型的保护范围并不仅限于此。

如图1-图3所示，本实用新型的形成数字波束的宽频带天线阵，由多列波导裂缝天线等间距平行排列而成，波导裂缝天线的背部通过多个平行的铝杆固定，相邻铝杆之间的距离为铝杆宽度的4～6倍。天线阵中波导裂缝天线的数量取决于要求的天线增益的高低，本实施例的天线阵中波导裂缝天线的数量为20列。相邻波导裂缝天线之间的距离为天线工作频率的0.55～0.6波长。波导裂缝天线可以采用环氧胶粘接铝杆上，且每个波导裂缝天线的两侧通过螺钉在铝杆上进行固定。相邻波导裂缝天线之间的铝杆上设有扼流槽，所述扼流槽的深度为四分之一波长。

如图2所示，波导裂缝天线的波导管采用国家标准的半高波导管。在波导裂缝天线的窄边上开有多个倾斜的缝隙，缝隙2的数量取决于要求的天线增益的高低；单列波导裂缝天线上相邻缝隙中点之间的距离小于天线工作频率的半个波长；相邻的缝隙倾斜的方向相反，缝隙倾斜的角度取决于天线要求副瓣的高低。

所述天线阵两侧的两个波导裂缝天线为闲置天线，它们的两端既不接负载，也不进行激励。除了天线阵两侧的两个波导裂缝天线之外，其余的波导裂缝天线的一端接入50Ω负载，另一端接入TR组件进行激励。

对每一个频点下每个波导裂缝天线对应的幅度和相位进行补偿，以得到在每一个频点需要的方向图形状（余割平方波束、针形波束或扫描波束），并实现宽频特性。

Claims (8)

1.一种形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，该天线阵由多列波导裂缝天线（1）等间距平行排列而成，波导裂缝天线（1）的背部通过多个平行的铝杆（4）固定，在波导裂缝天线（1）的窄边上开有多个倾斜的缝隙（2），相邻的缝隙（2）倾斜的方向相反；所述天线阵两侧的两个波导裂缝天线（1）为闲置天线，除了两个闲置天线之外，其余波导裂缝天线（1）的一端接入负载，另一端接入TR组件。

2.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，相邻的铝杆（4）之间的距离为铝杆（4）宽度的4～6倍。

3.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，所述天线阵中波导裂缝天线（1）的数量为20列。

4.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，相邻的波导裂缝天线（1）之间的距离为天线工作频率的0.55～0.6波长。

5.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，所述波导裂缝天线（1）采用环氧胶粘接铝杆（4）上，且每个波导裂缝天线（1）的两侧通过螺钉（5）在铝杆（4）上进行固定。

6.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，相邻的波导裂缝天线（1）之间的铝杆（4）上设有扼流槽（3），所述扼流槽（3）的深度为四分之一波长。

7.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，所述波导裂缝天线（1）的波导管采用半高波导管。

8.如权利要求1所述的形成数字波束的宽频带天线阵，其特征在于，所述单列波导裂缝天线（1）上相邻的缝隙（2）中点之间的距离小于天线工作频率的半个波长。

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