[发明专利]梯形波导缝隙阵列天线单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种在通信系统中使用的天线，尤其涉及一种梯形截面波导缝隙阵列天线单元。

背景技术

随着雷达、精确制导、遥感和无线电通信行业的迅猛发展，频率资源日益紧张的问题越来越突出，研制工作于更高频段上的各种形式的天线已经是通信领域的迫切需要。在众多的微波毫米波天线中，波导缝隙阵列天线具有结构紧凑、机械强度好、馈电损耗低、辐射效率高、功率容量大和可靠性高等优点，近年来倍受重视。传统的波导缝隙阵列天线采用矩形金属波导制成，但其缺点在于，带宽受到辐射缝隙数的限制(M.Hamadallah，Frequency limitations onbroad-band performance of shunt slot arrays，IEEE Trans Antennas Propagat Vol.37，1989，pp：817-823)，辐射缝隙数越多则带宽越窄。许多研究者通过给波导加脊来改善这种情况，David Y.Kim把矩形波导缝隙天线阵的设计理论推广到对称单脊波导宽边纵向裂缝天线的设计上(D.Y.Kim，R.S.Elliott，A design procedurefor slot arrays fed by single ridged waveguide，IEEE Trans Antennas Propagat Vol.36，1988，pp：1531-1536)。此后，有很多关于各种脊型波导缝隙天线的研究。加脊可以拓展波导的通频带宽，但当天线的工作带宽远远小于波导本身的通频带宽时，加脊的优势变得不明显，而且增加了加工工艺的复杂性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种梯形波导缝隙阵列天线单元，可以在传统矩形波导缝隙阵列天线单元及加脊波导天线单元基础上改善工作带宽。

本发明采用如下的技术方案：

一种用于通信系统的梯形波导缝隙阵列天线单元，包括梯形截面金属波导，宽边设有辐射缝隙，辐射缝隙分列于宽边中心线两侧，波导两端均设有短路板，其中一端附近设有馈电点。

一种ku波段梯形波导缝隙阵列天线单元，横截面为梯形结构，波导一端短路板附近设计有同轴馈电装置及调配螺钉。

本发明的有益效果是，波导截面具有梯形结构，天线单元不使用介电材料，辐射缝隙分列于宽边中心线两侧，使得梯形波导缝隙阵列天线单元具有辐射效率高，低副瓣的优点，并可以改善相应的工作带宽，而且随着缝隙数量的增加更加明显。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体外观效果图。

图2是图1的主视图。

图3是图2的A——A面剖视图。

图4是本发明实施例的E面辐射方向图。

图5是本发明实施例的H面辐射方向图。

图6a至6c是本发明实施例(TWSA)与梯形单脊波导缝隙天线单元(STWSA)带宽比较。

图中：1-梯形截面波导，2-辐射缝隙，31-短路板，32-短路板，4-同轴馈电装置，51-调配螺钉，52-调配螺钉。

具体实施方式

图1所示为一种用于通信系统的梯形波导缝隙阵列天线单元，图2为图1的主视图。包括梯形截面波导1，波导宽边设有辐射缝隙2，缝隙长度为L₂，缝隙间距为d，两端分别设有短路板31和32，其中短路板31距最近缝隙中心的距离为L₁，短路板32附近设有同轴馈电装置4，短路板32至同轴馈电装置4的距离为L₅，同轴馈电装置4距最近缝隙中心的距离为L₆，同轴馈电装置4附近设计有调配螺钉51和52，两螺钉之间的距离为L₃，调配螺钉52至同轴馈电装置4的距离为L₄。

图3所示为梯形波导横截面示意图，梯形两斜边之间的夹角设计为45度，宽边尺寸为a，高b＝a/2，调节a值可获得不同的梯形波导截止波长，适用于不同工作频率的梯形波导缝隙阵列天线单元。