[发明专利]一种新型倾角可调波导裂缝天线

权利要求书

1.一种新型倾角可调波导裂缝天线，具有至少一根传输特定频率范围电磁波信号的波导，其特征在于，包括裂缝阵列(1)、波导腔(2)，裂缝阵列(1)设在所述波导的表面，且其参数由开缝参数定义，波导腔(2)与裂缝阵列(1)连通，波导一端用螺钉固定有电连接器(3)。

2.根据权利要求1所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述裂缝阵列(1)包括N个平行排列的裂缝，所述开缝参数包括裂缝尺寸、裂缝偏移量和裂缝间距，裂缝尺寸包括裂缝长度和裂缝宽度，裂缝偏移量即裂缝中心线相对于波导宽边中心线的偏移量。

3.根据权利要求1所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述波导的宽边尺寸a和主波束指向角θ、实际工作的中心频率波长λ₀之间的关系式为：

式中，φ＝90°-θ。

4.根据权利要求2所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述裂缝间距d满足关系式：

式中，λ_g为波导波长，λ₀为实际工作的中心频率波长，且有：

5.根据权利要求2所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述裂缝阵列(1)长L为：

式中，2θ_0.5H为半功率波瓣宽度，φ＝90°-θ，β₀为波束展宽因子，σ为泰勒线源展宽因子；

裂缝总数为N＝(L/d)+1。

6.根据权利要求2所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述裂缝宽度W满足10≤(λ₀/W)≤200。

7.根据权利要求2所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述裂缝长度由泰勒分布确定，对泰勒分布进行离散化得到对应的激励幅度f(p)：

由上式可以确定裂缝阵列中每一条缝隙的长度，对泰勒分布进行离散化，每个抽样值对应着裂缝阵列上的单元激励，可以适当增加抽样点使阵列单元的对应幅度贴合泰勒分布的线源幅度，式中，S(m)为泰勒方向图函数：

式中σ为展宽因子：

其中，A由主瓣与旁瓣电平之比R₀确定，表示双曲余弦函数的逆函数。

8.根据权利要求2所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述裂缝偏移量由裂缝的电导确定，其中，电导g(p)的关系式为：

式中p为裂缝中点的坐标,P(p)为裂缝单位长度所辐射的功率，它与该处的场分布幅度平方成正比，R₀(p)为波导内的输入功率。

假设接收天线输入功率为1，终端吸收负载吸收的功率为r，则得到归一化等效电导公式：

由此得到每一个裂缝的电导值，然后根据波导纵向裂缝阵列天线的设计，将归一化等效电导公式带入史蒂文森公式：

g＝g₁sin²(πx/a)

式中，g₁＝2.09aλ_gcos²(πλ₀/2λ_g)/λ₀b，得到裂缝偏移量x：

9.根据权利要求2所述的一种新型倾角可调波导裂缝天线，其特征在于，所述N个平行排列的裂缝沿波导宽边纵向排列，通过调整裂缝尺寸和裂缝间距形成所需要的天线波束。