[实用新型]双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线

说明书

本申请涉及一种双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线，包括：辐射层、耦合层和馈电网络层，所述辐射层设置于所述耦合层上方，所述馈电网络层设置于所述耦合层下方；所述馈电网络层设置有波导功分器、双层匹配台阶和馈电口；所述双层匹配台阶的形状为切角五边形层叠而成，包括第一层匹配台阶和第二层匹配台阶，所述第二层匹配台阶位于所述第一层匹配台阶上方位置。该双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线耦合腔处对应的切角五边形的双层匹配台阶能够在宽带范围内实现馈电网络和耦合腔之间的匹配，对加工精度要求低，利于机械加工实现。

技术领域

本实用新型属于卫星通信和微波通信技术领域，具体涉及一种双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线。

背景技术

波导平板阵列天线具有机械强度高、结构紧凑，便于和载体共性的特性，这些特性使得天线对空气阻力或者是水的阻力适应性好，被广泛应用于侦查、预警和对抗雷达、机载和导弹天线、车载卫星接收天线、卫星通信和微波通信系统等领域。随着通信信道容量的增加，通信系统越来越需要波导平板阵列天线能够工作于更高的频段并拥有更宽的工作带宽，现有波导平板阵列天线中的阻抗匹配、调节结构不利于天线带宽的扩展和加工制造，例如波导平板阵列天线耦合腔中设置有匹配台阶，用于抵消馈电网络层到耦合腔转换时所引入的电抗，同时引导电磁波的传播。图1是现有技术中波导平板阵列天线第一匹配台阶的俯视图，其匹配台阶的形状为L块状，其电流强度最大处位于L缺口的两个尖端的位置，该结构在宽带范围内不易实现馈电网络和耦合腔之间的匹配。此外，在阵面单元数不变的情况下，频率的提高促使天线体积减小，并需要提高加工精度才能保证模型设计到实物加工测试的一致性，而电流在匹配台阶尖端位置的激发对机械加工精度的要求较高，稍微有偏差就会极大的影响天线的驻波带宽，造成了机械加工方面的难题。

因此，有必要提供一种工作带宽大并且易于加工的波导平板阵列天线。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线，包括：辐射层、耦合层和馈电网络层，辐射层设置于耦合层上方，馈电网络层设置于耦合层下方；

馈电网络层设置有波导功分器、双层匹配台阶和馈电口；双层匹配台阶的形状为切角五边形层叠而成，包括第一层匹配台阶和第二层匹配台阶，第二层匹配台阶位于第一层匹配台阶上方位置。

在一个优选例中，每个双层匹配台阶对应于耦合层中的一个耦合腔，用于抵消馈电网络层到耦合腔转换时所引入的电抗，同时引导电磁波的传导方向。

在一个优选例中，辐射层上设置有多个谐振腔，各谐振腔上设置有四个辐射缝，四个辐射缝紧贴谐振腔的四个侧壁，电磁波将通过辐射缝辐射出去。

在一个优选例中，辐射层上设置有去耦栅，去耦栅位于相邻辐射缝之间的横向中心，用于减小相邻辐射缝间的互耦效应。

在一个优选例中，耦合层用于在接收信号时将辐射层上各个辐射缝吸收的信号耦合到馈电网络层，在发射信号时将馈电网络层中的能量耦合到辐射层。

在一个优选例中，波导功分器为E-T分支波导功分器。

在一个优选例中，波导功分器中设置有匹配隔板，用于调节波导功分器的反射损耗。

在一个优选例中，双层斜面匹配台阶的波导平板阵列天线设置有垂直于阵面的馈电口，馈电口正对处设置有第二匹配台阶，用于调节馈电口处的反射损耗，同时引导电磁波的传导方向。

在一个优选例中，当时，双层匹配台阶在耦合腔内形成台阶渐变结构，利于减小耦合腔处的反射损耗，扩展天线工作带宽；