CN220358328U - 一种调谐加载的宽带波导缝隙天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，包括辐射波导腔体，辐射波导腔体的腔体内壁上设置有多个呈预设位置排布的加载调谐结构。辐射缝隙层，辐射缝隙层盖设于辐射波导腔体上，其开设有多个辐射缝隙；辐射缝隙的位置和数量与加载调谐结构相匹配。波导馈电口，波导馈电口设置在辐射波导腔体远离辐射缝隙层的一端。本实用新型与传统的波导缝隙天线的相对带宽相比，对带宽进行了扩展。并仅对辐射波导腔体进行修改，保留了辐射波导腔体的矩形结构，与单脊波导缝隙天线相比，省去了标准矩形波导转换脊波导的结构，整体结构更加简单。

Description

一种调谐加载的宽带波导缝隙天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种调谐加载的宽带波导缝隙天线。

背景技术

对于雷达系统而言，为了有效地避免电磁信号的干扰，防止电磁信号被敌方截获，进而造成打击，雷达系统中的天线往往需要有高增益、窄波束、极低副瓣等特性，基于波导缝隙的阵列天线形式也就因此应运而生。

波导缝隙阵列天线是以波导结构为主体，在其宽边或窄边壁上按照一定的规律开凿多个缝隙，通过合理地切断波导的传导电流，从而产生辐射的天线形式。由于其独有的天然优势，如：结构紧凑、重量轻、可靠性高，能在狭小的空间内安装，功率容量大、口径效率高，容易实现低副瓣、窄波束和波束赋形等等特点，使得波导缝隙阵列天线在雷达、导航、探测等方面得到了广泛的应用。

随着电子干扰等复杂电磁环境的出现，现代战争中空空导弹的生存受到日益严重的威胁，为了提高空空导弹对电磁环境的适应性，变频、跳频等一系列抗干扰技术应运而生。这些技术大都是以雷达的宽频带作为基础的，而被广泛用作雷达导引系统的矩形波导缝隙天线则是制约宽频带雷达的一个关键部件，其相对带宽约为2％，如何增大波导缝隙天线的带宽成为目前急需要解决的一个问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种调谐加载的宽带波导缝隙天线来解决上述问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，包括：辐射波导腔体，辐射波导腔体的腔体内壁上设置有多个呈预设位置排布的加载调谐结构；辐射缝隙层，辐射缝隙层盖设于辐射波导腔体上，其开设有多个辐射通道；辐射通道的位置和数量与加载调谐结构相匹配；波导馈电口，波导馈电口设置在辐射波导腔体远离辐射缝隙层的一端。

作为一种可选方式，辐射波导腔体为金属腔体，其与加载调谐结构呈一体式设计。

作为一种可选方式，辐射通道呈矩形设置，且其在竖直方向上与加载调谐结构呈交错排布。

作为一种可选方式，辐射缝隙层为金属材料制成，其与辐射波导腔体通过焊接、螺钉或银浆进行固定连接。

作为一种可选方式，波导馈电口为标准矩形波导，其设置于辐射波导腔体外侧面的中心位置。

作为一种可选方式，辐射缝隙层在辐射波导腔体法向上的投影面积与辐射波导腔体的投影面积相等。

作为一种可选方式，加载调谐结构为块状结构、圆形结构或三角结构。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过对辐射波导腔体加载调谐结构，与传统的波导缝隙天线的相对带宽相比，对带宽进行了扩展。

2.本实用新型仅对辐射波导腔体进行修改，保留了辐射波导腔体的矩形结构，与单脊波导缝隙天线相比，省去了标准矩形波导转换脊波导的结构，整体结构更加简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的调谐加载的宽带波导缝隙天线结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的调谐加载的宽带波导缝隙天线结构分解图；

图3为本实用新型实施例提供的调谐加载的宽带波导缝隙天线俯视视角的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的调谐加载的宽带波导缝隙天线反射系数曲线图；

图5为本实用新型实施例提供的调谐加载的宽带波导缝隙天线在94GHz的辐射方向图。

附图标记及其对应关系：

1-辐射缝隙层，11-辐射通道，2-辐射波导腔体，21-加载调谐结构，3-波导馈电口。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-图3，本实施例提供了一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，包括辐射波导腔体2，辐射波导腔体2的腔体内壁上设置有多个呈预设位置排布的加载调谐结构21；辐射缝隙层1，辐射缝隙层1盖设于辐射波导腔体2上，其开设有多个辐射通道11；辐射通道11的位置和数量与加载调谐结构21相匹配；波导馈电口3，波导馈电口3设置在辐射波导腔体2远离辐射缝隙层1的一端。这样，外部能量通过波导馈电口3进入辐射波导腔体2内部，再通过辐射缝隙层1将能量辐射到自由空间中，完成天线的功能。其中，加载调谐结构21为块状结构、圆形结构或三角结构，其在辐射波导腔体2内既可以是外凸式设置，也可以是内凹式设置。在本实施例中，以呈外凸设置的块状加载调谐结构21对本方案进行说明。

落实到本实施例中，辐射波导腔体2为金属腔体，其可以使铜、铁、铝、钛或其合金，来保证结构的稳定性和良好的传导效果。其在生产时与加载调谐结构21呈一体式设计，即二者为不可简单拆卸的一体式结构。另外，辐射波导腔体2与辐射缝隙层1的接触面面积相等。

辐射缝隙层1为金属层，其可以是通过金属材料如铜、铁、铝、钛或其合金直接制作而成，也可以是电镀上述金属层来进行制作。请再次参阅图1与图3，其表面蚀刻有若干个矩形缝隙作为宽带波导缝隙天线的辐射通道11。当其盖设到辐射波导腔体2上形成完全覆盖时，在竖直方向上，任意一个辐射通道11与其相对应的一个加载调谐结构21呈交错排布。具体而言，所述盖设是指二者连接形成稳固结构，在本实施例中可以是与辐射波导腔体2通过焊接、螺钉或银浆进行固定连接。

请再次参阅图2，波导馈电口3为标准矩形波导如BJ900，用于对宽带波导缝隙实现激励作用。其一体化成型在辐射波导腔体2的中间位置，形成中间馈电激励。而在其他一些实施例中，馈电口可以放置到波导腔体的一端，形成端部馈电激励，本实施例不再赘述。

请参阅图4，图4是利用电磁仿真软件进行仿真可以得到的本实施例的天线反射系数曲线，带宽为91-99GHz(S11<-10dB)，其中未加载调谐结构的普通波导缝隙天线的带宽未92-94GHz(S11<-10dB)。因此可以得到本实施例天线的带宽相较于未加载调谐结构的普通波导缝隙天线的带宽增加了4倍，提升非常明显。

请参阅图5，图5为本实施例天线在94GHz的辐射方向图，增益19dB，副瓣电平-28dB，可知通过本实施例所述的手段进行配置，其辐射性能仍然良好。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，包括：

辐射波导腔体(2)，所述辐射波导腔体(2)的腔体内壁上设置有多个呈预设位置排布的加载调谐结构(21)；

辐射缝隙层(1)，所述辐射缝隙层(1)盖设于所述辐射波导腔体(2)上，其开设有多个辐射通道(11)；所述辐射通道(11)的位置和数量与所述加载调谐结构(21)相匹配；

波导馈电口(3)，所述波导馈电口(3)设置在所述辐射波导腔体(2)远离所述辐射缝隙层(1)的一端。

2.根据权利要求1所述的一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，所述辐射波导腔体(2)为金属腔体，其与所述加载调谐结构(21)呈一体式设计。

3.根据权利要求1所述的一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，所述辐射通道(11)呈矩形设置，且其在竖直方向上与所述加载调谐结构(21)呈交错排布。

4.根据权利要求1所述的一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，所述辐射缝隙层(1)为金属材料制成，其与所述辐射波导腔体(2)通过焊接、螺钉或银浆进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，所述波导馈电口(3)为标准矩形波导，其设置于所述辐射波导腔体(2)外侧面的中心位置。

6.根据权利要求4所述的一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，所述辐射缝隙层(1)在所述辐射波导腔体(2)法向上的投影面积与辐射波导腔体(2)的投影面积相等。

7.根据权利要求1所述的一种调谐加载的宽带波导缝隙天线，其特征在于，所述加载调谐结构(21)为块状结构、圆形结构或三角结构。