[发明专利]一种毫米波频段矩形喇叭天线子结构及N元天线阵

说明书

本发明提供了一种毫米波频段矩形喇叭天线子结构及N元天线阵，包括主体结构，所述主体结构底端呈V字形，主体结构两侧分别为脊盖侧与脊盒侧，脊盖侧设有直波导段与后盖板，后盖板安装在主体结构V字形的任意一条边上，直波导段从脊盖侧顶端延伸至后盖板，位于后盖板处的直波导段末端设有盲孔，后盖板上设有通孔，通孔与盲孔位置对应；脊盒侧包括凹槽与设置在凹槽内的直波导段，脊盒侧的直波导段从脊盒侧顶端延伸至主体结构底端V字形未设有后盖板的一边处。本发明提出的方案最大限度保持喇叭口部的壁厚，有效降低其制造难度，特别适用于毫米波频段的小尺寸、高精度矩形喇叭天线阵的结构设计与制造，可以实现任意数量单元天线的组阵。

技术领域

本发明涉及天线结构领域，特别涉及一种毫米波频段矩形喇叭天线子结构及N元天线阵。

背景技术

本发明涉及毫米波频段矩形喇叭天线阵具有工作频带宽、功率容量大、辐射特性好、抗干扰性能强、尺寸小易于集成等优点，目前在通信、雷达、电子战等领域的应用非常广泛。现有文献资料中，针对这种天线阵电磁设计方面的研究比较多，但对其结构形式的介绍均为简略示意图，缺少详细的结构设计介绍。众所周知，天线是一种典型的机电一体化产品，结构形式的选择和各零部件的详细结构设计不仅影响天线的电磁性能，而且直接影响到天线的可制造性和制造成本。

毫米波频段矩形喇叭天线阵常用的结构成型方法是先将天线阵分解成若干个具有独立物理形态和电磁性能指标的相同单元喇叭天线，再设计安装板或支架等结构安装件将这些单元喇叭天线组装得到天线阵。这种方法要求天线阵中各个单元喇叭天线间距与喇叭天线口部位于组阵方向的开口尺寸有比较好的匹配性，以确保分解后的单元喇叭口部有一定的壁厚从而保证其具有较好的可制造性。举例说明，如图1中的某4元喇叭天线阵，要求单元间距L减去单元喇叭口部宽度W后，还有一定的尺寸以确保分解后的单元喇叭口部有一定的壁厚T以保证其可制造性，其中T＝(L-W)/2。

毫米波频段天线尺寸比较小，某些紧凑型毫米波频段矩形喇叭天线阵，为了抑制天线栅瓣的产生，确保天线阵的电磁性能指标，单元间距L仅比单元喇叭口部宽度W大少许尺寸，极限情况下，仅大0.2mm，如果再按前述方法进行结构设计，先拆分成单元喇叭再装配成阵列，这样一样，单元喇叭口部壁厚仅0.1mm，给单元喇叭的制造带来很大的困难，工程上很难实现。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了一种毫米波频段矩形喇叭天线子结构及N元阵天线，突破“先分解为单元喇叭，再装配成天线阵”的传统成型方法，解决某些紧凑型毫米波频段矩形喇叭天线阵的结构设计与制造问题。

本发明采用的技术方案如下：一种毫米波频段矩形喇叭天线子结构，包括主体结构，所述主体结构底端呈V字形，主体结构两侧分别为脊盖侧与脊盒侧，脊盖侧设有直波导段与后盖板，后盖板安装在主体结构V字形的任意一条边上，直波导段从脊盖侧顶端延伸至后盖板，位于后盖板处的直波导段末端设有盲孔，后盖板上设有通孔，通孔与盲孔位置对应；脊盒侧包括凹槽与设置在凹槽内的直波导段，脊盒侧的直波导段从脊盒侧顶端延伸至主体结构底端V字形未设有后盖板的一边处。

进一步的，所述脊盖侧的直波导段与脊盒侧的直波导段为弯曲结构，且两者弯曲方向相反。

进一步的，所述主体结构中开设有四个销孔贯通脊盖侧与脊盒侧，分布在主体结构的上下两侧。

进一步的，所述后盖板通孔两侧设有两个用于固定天线电连接器的固定螺纹孔。