[发明专利]正交双极化金属槽缝天线阵结构及含有该结构的天线阵

说明书

本发明公开了正交双极化金属槽缝天线阵结构及含有该结构的天线阵，解决现有技术采用高温焊接成型导致天线精度差从而降低成品率和受焊接铝合金材料限制降低天线机械强度，或者采用散件拼装成型增加天线重量、降低天线机械强度、以及增加大量与电磁性能无关结构件从而缩小适用范围的问题。天线阵结构包括天线底板，以及安装于所述天线底板上并由水平辐射单元片和垂直辐射单元片相互插接而成的子结构单元。天线阵包含有天线阵结构。本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，可有效保证天线精度从而提高制作成品率，可有效提高机械结构强度、减轻天线重量，以及保证天线阵电磁性能，以扩大其适用范围。

技术领域

本发明属于天线结构技术领域，具体涉及正交双极化金属槽缝天线阵结构及含有该结构的天线阵。

背景技术

正交双极化金属槽缝天线阵具有很多优点，工作频段宽、增益高、承受功率高、能自动匹配不同极化特性的目标。除此之外，这种天线口径比较小、结构强度好，有利于和载机平台的集成一体化设计，在机载平台的宽带相控阵天线系统中有广泛的应用。正交双极化金属槽缝天线阵的结构形式比较常见的有以下两种形式，一种是整体焊接成型，另一种是散件拼装成型。

整体焊接式正交双极化金属槽缝天线阵的结构形式是指通过焊接的方式将已经加工完成的水平辐射单元片、垂直辐射单元片和天线底板焊成一个整体。高温焊接引起的变形会导致天线尺寸和形状发生变化，天线的精度难以保证，破坏天线单元在阵中的幅度相位一致性、极化一致性，导致整个天线阵的合成增益、交叉极化指标恶化，进而影响系统使用，成品率较低。此外，适用于焊接的铝合金材料一般为中低强度铝材，这种材料焊接成的天线机械强度较低，其使用范围受到限制，很难适应航空航天领域的恶劣环境。

散件拼装式正交双极化金属槽缝天线阵的结构形式是将天线中先分别加工完成的水平辐射单元片、垂直辐射单元片、天线底板、连接固定支架等零件用螺钉连接紧固的方式装配在一起。这种结构形式的天线需要用到大量的连接固定支架和螺钉等与天线的电磁性能不相关的结构件，一方面会增加天线的重量，另一方面通过支架和螺钉拼装的天线结构强度较低，影响天线的结构强度和使用范围。

目前，机载平台对机载天线的性能提出了很高的要求，不仅要求天线的电磁性能好，还要求天线重量轻、强度高。无论是整体焊接式结构还是散件拼装式结构，均不能很好解决正交双极化金属槽缝天线阵应用于机载环境所面临的前述问题。因此，设计一款正交双极化金属槽缝天线阵结构及含有该结构的天线阵，以克服上述技术难题，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供正交双极化金属槽缝天线阵结构及含有该结构的天线阵，解决现有技术采用高温焊接成型导致天线精度差从而降低成品率和受焊接铝合金材料限制降低天线机械强度，或者采用散件拼装成型增加天线重量、降低天线机械强度、以及增加大量与电磁性能无关结构件从而缩小适用范围的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种正交双极化金属槽缝天线阵结构，包括天线底板，以及安装于所述天线底板上并由水平辐射单元片和垂直辐射单元片相互插接而成的子结构单元。

进一步地，所述水平辐射单元片的顶部位于其纵向中心线处开设有第一卡接通槽，所述水平辐射单元片的正反两面位于其纵向中心线上分别开设有一条卡接凹槽，所述垂直辐射单元片的纵向中心线上开设有第二卡接通槽，所述第二卡接通槽分别与两条所述卡接凹槽相匹配，所述垂直辐射单元片通过所述第二卡接通槽分别咬合卡接在两条所述卡接凹槽内而骑跨插接在所述水平辐射单元片上以形成所述子结构单元，并且所述垂直辐射单元片的纵向中心线顶端部分卡接在所述第一卡接通槽内。