[发明专利]宽带双L形波导窄边缝隙天线阵

说明书

技术领域

本发明涉及无线电波接收、发射用天线，具体地说是宽带波导窄边缝隙天线。

背景技术

宽带天线在军用和民用领域的应用越来越广泛。同时，在某些具体的应用中，还有诸如：体积、重量、损耗和扫描角等方面的特殊要求。

例如：对于宽角扫描平面天线阵，要求天线单元之间距离较小，接近于二分之一波长；对于高分辨多极化合成孔径雷达，要求设计的天线具备双极化、低交叉极化、高隔离度等特性，在横向结构上要求波导缝隙阵具有压缩的宽度，同时，对于某些平台上的天线还要求诸如低剖面、轻质量和高效率等性能要求。

尽管微带天线是一个很好的选择，但是由于较大的损耗，限制了其应用范围，特别是效率要求高的情况下，如星载雷达应用中。因此波导缝隙天线仍具有广阔的应用范围。

对于波导缝隙谐振阵，带宽受到单元数、截止波长和子阵数的影响(M.Hamadallah，Frequency limitations on broad-band performance of shunt slot arrays，IEEE TransAntennas Propagat Vol.37，1989，pp：817-823.；汪伟，齐美清，金谋平，“波导并联缝隙谐振阵带宽研究”，现代电子技术/增刊，2006.9，pp：178-180)。通常，谐振阵单元数越多则带宽越窄。但其具有效率高和自身结构强度高等优点。展宽这种天线阵工作带宽的方法是将天线阵划分成多个子阵形式，再由功分网络对子阵馈电，这在机/弹载平板缝隙天线中应用广泛(P.N.Richardson，H.Y.Yee，“Design and analysis ofslotted waveguide antenna arrays”，Microwave Journal，Vol.31，No.6，June 1988，pp：109-125)。但在这些应用中仍局限于天线阵较小的情况，随着有源相控阵天线的广泛应用，由众多T/R组件激励单根谐振线阵，从而构成大型相控阵天线，这一方法主要应用在星载合成孔径雷达(SAR)中。另外，随着SAR分辨率要求的提高，天线阵的瞬时带宽要求也在提高，因此需要克服波导谐振阵窄带缺陷。

另外，当天线需要实现宽角扫描时，要求具有压缩的波导线阵宽度。对于波导窄边缝隙天线阵常规矩形波导可以满足这一要求。但在双极化波导缝隙阵中，两种极化线阵分别由波导宽边纵向缝隙阵和波导窄边倾斜缝谐振阵来实现，两个极化的波导线阵平行排列，要求更窄的线阵宽度，通常采用压缩横向尺寸的矩形波导可以满足结构要求。

相比较而言，双极化波导缝隙阵对单根天线阵的截面尺寸要求更高。在早期的双极化波导缝隙天线阵中，两种缝隙波导线阵都采用常规设计方法，即垂直极化线阵采用矩形波导宽边开纵缝的缝隙天线形式，水平极化线阵采用波导窄边开倾斜缝隙方式，水平极化线阵置于垂直极化线阵表面，从而导致面阵厚度加大，且对性能影响较大。另外，也没有采用展宽带宽的措施，工作带宽较窄。

在文献(R.Petersson，E.Kallas，et al，Radiation performance of the ERS-1SAR EM antenna，IEEE AP-S 1988，212-215)中，采用常规设计，得到工作于C波段的双极化波导缝隙天线阵，其工作带宽仅15.5MHz。在文献(L.Josefsson，andC.G.M.Klooster，Dual polarized slotted waveguide SAR antenna，IEEE AP-S，1992，pp：625-628，和P.J.Wood，N.Sultan and G.Seguin，A dual-polarizedreconfigurable-beam antenna for the DSAR synthetic aperture radar，IEEE AP-S，1996，pp：1717-1719)中介绍的双极化波导缝隙天线阵，也是工作在C波段，其结构布局同样也采用常规方式。