[实用新型]一种波束宽度可调节的平板缝阵天线

说明书

本实用新型公开了一种波束宽度可调节的平板缝阵天线，涉及天线领域，该平板缝阵天线包括天线阵面，天线阵面中包括M*N个辐射单元，每个功分网络分别对应一个辐射区域，每个辐射区域中包括m*n个辐射单元，每个功分网络的输出端分别连接一个移向装置，每个移向装置的输出端连接至功合器，控制板还分别连接K个移向装置并控制每个移向装置的相位参数，K个移向装置用于根据各自的相位参数调整平板缝阵天线的波束方向，实现平板缝阵天线在水平方向和/或垂直方向的波束宽度展宽，同时仍然保证平板缝阵天线的天线口径，天线仍然具有结构紧凑、重量轻、加工方便、成本低、增益高和容易实现低副瓣要求等显著优点。

技术领域

本实用新型涉及天线领域，尤其是一种波束宽度可调节的平板缝阵天线。

背景技术

波导缝阵天线是指在波导宽壁或窄壁上切开窄缝产生电磁波辐射的天线，每个切开的窄缝即为天线的一个波导缝隙单元，波导缝阵天线由于具有结构紧凑、重量轻、加工方便、成本低、增益高和容易实现低副瓣要求等显著优点而被广泛使用，其中比较常用是平板缝阵天线，平板缝阵天线一般指在波导宽壁上切开窄缝产生电磁波辐射的天线。

在天线辐射方向中通常都有多个波束，其中增益最大的瓣称为主瓣，其余称为副瓣，主瓣两半功率点之间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度，即波束宽度，平板缝阵天线的波束宽度在天线设计完成后将成为固定属性，不能变化，想增加其波束宽度只能通过减少单元数量重新设计的方法，但是减少单元数量将造成天线阵面有效口径减小，而口径大小直接影响平板缝阵天线的增益性能，因此这种方法需要在天线增益方面作出牺牲，天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，是天线最重要的参数之一，因此这种牺牲在实际应用中将不能接受。

相控阵天线是由许多辐射单元排阵所构成的定向天线，各单元的幅度激励和相位关系可控，典型的相控阵天线利用数字控制移相器改变天线阵元相位分布来实现波束的快速扫描，从而实现波束展宽的目的，其改变波束宽度的灵活性是提高天线自适应能力的重要措施，单元移向的控制原则一般为：Δ＝360*d*sinθ/λ，其中，d为单元间距，λ为工作波长，θ为波束转变角，Δ为将天线最大波束由0°转移到θ角时各单元的相位差，根据θ的要求，可以计算出各单元之间的相位差Δ。然而对于平板缝阵天线波束只需要小角度展宽的需求，若采用这种方法将每个波导缝隙单元都接移相器，则虽然可以灵活改变天线波束宽度，但也会使平板缝阵天线失去了低成本、重量轻、加工方便等的特点，这也是很多领域所不能承受的。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种波束宽度可调节的平板缝阵天线，基于该平板缝阵天线的结构，可以在实现波束宽度展宽的同时，仍然保证平板缝阵天线的天线口径，同时仍然具有结构紧凑、重量轻、加工方便、成本低、增益高和容易实现低副瓣要求等显著优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种波束宽度可调节的平板缝阵天线，该平板缝阵天线包括：天线阵面、K个功分网络、K个移向装置、功合器和控制板，天线阵面中包括M*N个辐射单元，功分网络、移向装置、功合器和控制板设置在天线阵面背面，每个功分网络分别对应一个辐射区域，每个辐射区域中包括m*n个辐射单元，每个功分网络的输出端分别连接一个移向装置，每个移向装置的输出端连接至功合器，功合器对能量进行功合输出，控制板还分别连接K个移向装置并控制每个移向装置的相位参数，K个移向装置用于根据各自的相位参数调整平板缝阵天线的波束方向，实现平板缝阵天线在水平方向和/或垂直方向的波束宽度展宽，M、N、K、m和n均为正整数且K＜M*N。

其进一步的技术方案为，移向装置是移相器或T/R组件。

其进一步的技术方案为，天线阵面在水平方向上划分为K个辐射区域，则M＝m、N＝K*n，N≥2且N为2的整数倍，K个移向装置用于根据各自的相位参数调整平板缝阵天线的波束方向，实现平板缝阵天线在水平方向的波束宽度展宽。