[发明专利]Ka波段平板缝隙阵天线单脉冲馈电网络

说明书

本发明涉及一种毫米波微波器件，尤其涉及一种Ka波段平板缝隙阵天线单脉冲馈电网络，用于实现毫米波天线的和差网络功能。

技术背景

毫米波波长处于红外波与微波之间，具有两者的优点，与红外波相比，毫米波更能适应复杂的战场环境和恶劣的气象条件；与微波相比，毫米波探测目标精度更高。

单脉冲天线的概念来源于自干涉仪，是在圆锥扫描和顺序波束转换体制基础上发展起来的，它在单个雷达脉冲周期内可以得到目标的方位、俯仰角度信息和距离信息。

传统的单脉冲网络多采用波导结构，单脉冲网络和天线相互独立，结构分散，安装调试繁琐，特别是在毫米波波段，波导选型、加工、装配均会引入较大误差，严重影响产品性能。如果能采用平面结构的单脉冲馈电网络，则可能克服上述不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对传统结构的单脉冲网络所存在的缺陷，提出一种平板缝隙阵天线单脉冲馈电网络，通过采用对平面魔T和馈电波导末端进行特别处理，使其能很好的满足Ka波段单脉冲平板缝隙天线阵性能要求。

本发明解决技术问题的方案：将平面魔T、功率分配网络、缝隙天线阵列结合起来，采用多层平板器件焊(粘)接而成，与反射面单脉冲天线相比具有剖面低、结构紧凑、调试测试量小、效率高、成本适中等优点。

本发明的Ka波段平板缝隙阵天线单脉冲馈电网络由四层波导腔体组成，其中第一层是辐射缝隙馈电层，第二层是功率分配网络，第三、四两层共同构成单脉冲网络。功率分配网络采用馈电波导宽边开斜缝的形式，对辐射缝隙馈电层四个象限波导进行耦合馈电；采用这种馈电方式时，馈电波导与辐射波导为上下正交配置，通过调节馈电波导中心缝隙倾角来实现馈电功率的控制。这种形式的缝隙，它要求馈电缝隙中心间距为1/2波导波长，最末端缝隙中心距终端短路板也是1/2波导波长。但是为了实现最佳方向图，要求辐射线阵要等间距排列，这样两块子阵排布在一起时，馈电波导就会相互干涉。本发明采用耦合折叠波导，在距最后一个馈电缝隙中心1/4波导波长处增加一个耦合缝隙，将波导末端能量耦合到下一层，在下一层，增加约1/4波导波长的耦合折叠波导。这样，既能满足阵列辐射缝隙按照等间距排布，又能满足最后一个馈电斜缝距短路端1/2波导波长，很好的解决了平板缝隙天线馈电网络布局问题。所述单脉冲网络采用四个平面魔T套接组成和差支路，通过耦合缝隙向功率分配网络馈电，形成四个端口与外部设备相连，在平面魔T中采用倒置台阶状金属膜片对每个平面魔T进行调配，用于展宽魔T的驻波带宽和幅度相位一致性带宽，更好的实现网路的宽带和差输出。

本发明与现有技术对比所具有的有益效果：

①采用倒置金属台阶膜片对平面魔T进行调配，是对平面魔T调配方式的创新，与传统调配方式相比，有效展宽魔T的驻波比带宽和幅度相位一致性带宽，实现网路的宽带和差输出。

②采用平面魔T套接的形式实现单脉冲网络，大幅度降低了现有单脉冲网络的剖面高度，可以使整个单脉冲网络在一个平板内一体加工成型，具有体积小、剖面低、重量轻、加工精度高、性能稳定可靠的特点。这种单脉冲网络不仅适用于平板缝隙阵，也适用于反射面等其它体制的单脉冲天线。

③在馈电波导末端增加耦合折叠波导，方便了平板缝隙阵天线子阵排列。平板缝隙天线阵逐渐广泛应用，为了满足天线带宽要求，天线阵一般要求划分若干个子阵，导致子阵间馈电波导末端相互干涉，本发明采用增加耦合折叠波导的方案，在不增加整个系统的加工难度条件下，为解决馈电波导末端短路端过长导致馈电波导间相互干涉的问题，提供一种新方法，为优化子阵排列方式增加一种选择。

附图说明

图1是本发明实施例的Ka波段平板缝隙阵天线的结构主视图。

图2是本发明实施例的Ka波段平板缝隙阵天线单脉冲馈电网络的结构侧视图。

图3是本发明实施例的Ka波段平板缝隙阵天线单脉冲馈电网络的结构主视图。

图4是本发明实施例的馈电波导末端耦合折叠波导的结构示意图。

图5是本发明实施例的单脉冲网络的结构主视图。

图6是本发明实施例的魔T以及倒置台阶状金属膜片的结构示意图。

图7是本发明实施例的魔T的四个口的电压驻波比仿真图。

图8是本发明实施例的魔T的和差口到两功分口传输曲线相位仿真图。

图9是本发明实施例的魔T的和差口到两功分口传输曲线幅度仿真图。

具体实施方式