[实用新型]具有表面调制结构的超低旁瓣高增益金属波导缝隙天线

说明书

本实用新型属于雷达天线技术领域，具体为一种具有表面调制结构的超低旁瓣高增益金属波导缝隙天线。本实用新型天线由一根宽边开缝的辐射波导、加装在辐射波导两侧且呈一定夹角的板式反射器以及紧贴在辐射波导下方的馈电波导组成；其中，辐射波导上表面、位于中间辐射缝隙的两侧分别设置一排金属圆柱，该金属圆柱固定于波导窄边的PMI泡沫条上；反射器和金属圆柱的设置，可以用于修正金属波导天线的E面方向图，提高增益的同时尽可能降低旁瓣。该阵列阻抗带宽可以达到2%，E面旁瓣几乎在‑22 dB，H面旁瓣几乎在‑30 dB，排列较为紧凑、可靠性极高。

技术领域

本实用新型属于雷达天线技术领域，具体涉及一种金属波导缝隙天线。

背景技术

随着技术的日益进步，对雷达系统的要求也逐渐提升，特别是射频前端的天线增益及旁瓣是非常重要的技术指标。为了使天线的增益足够高、旁瓣足够低，研究人员提出了各种方式，例如，多天线组成阵列天线进行波束赋形等等。但是，当空间狭小有限时，阵列天线或其他种类的天线就已经无法再进行安装应用，这种情况下就应该寻求其他方式对已有的天线进行性能上的提升。

金属波导缝隙天线自二战后期被提出后经历了几十年的发展，直到上世纪八十年代，其理论设计方法基本完成，关注度始终都非常高。这种天线形式具备诸多优点，例如超低的剖面、极大的功率容量、较为简单的加工要求、非常高的增益以及通过波束赋形设计的可调的超低的旁瓣等等。这些优点使其广泛应用于机载雷达、舰载雷达、基站天线等诸多领域。由于金属波导单天线H面的方向图由设计之初即对缝隙进行的波束赋形来决定，所以这个面的方向图一般情况下依旧是具备很高的增益以及很低的旁瓣。但是由于单个波导天线的E面方向图均很宽，所以E面一般都难以利用，这样的话实际上有些情况下是不太能够适应应用场景的。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种具有表面调制结构的超低旁瓣高增益金属波导缝隙天线，以解决单金属波导缝隙天线E面方向图无法应用的问题。

本实用新型提供的具有表面调制结构的超低旁瓣高增益金属波导缝隙天线，参见图1-图3，由一根宽边开缝的辐射波导(即金属波导)5，加装在辐射波导两侧且呈一定夹角的板式反射器2，以及紧贴在辐射波导下方的馈电波导8组成；由于是金属构成，故完全采用机加工的方式进行加工；上方辐射波导5中间内部加有竖直金属隔板7，使左右两根半波导关于镜面对称；辐射波导5上表面中间为一排辐射缝隙3，在该排辐射缝隙两侧附近分别设置有一排三维金属圆柱结构1，圆柱结构1与辐射缝隙3一一对应；下方馈电波导8上表面开有两个关于中心对称的耦合缝隙6,10，下方正中间由同轴探针（电缆）9进行激励馈电；同轴探针9附近的馈电波导内表面加载有小型金属块。

本实用新型中，所述单根金属波导缝隙天线窄边加装的夹角反射器2可以尽可能地提升E面的辐射增益，并对辐射方向图进行改善，尤其对旁瓣降低有较好效果，反射器的张角及长度均可以进行调节，以适应不同应用场景的不同技术指标。

本实用新型中，单根长波导上在允许的波导长度范围内可以设计任意n个辐射缝隙3，关于波导正中心成镜面对称，这样在提供足够的增益的同时，还可在H面进行和差波束。

本实用新型中，单根长波导上的辐射缝隙3数量 n根据实际情况设计确定，比如为15-40个，可以为18-20个，更可以为20个。

本实用新型中，长波导内部的竖直金属隔板7完全将长波导分为完全相互独立的相同的两半。

本实用新型中，所述的三维金属圆柱结构1是加载在紧贴金属波导窄边的长条PMI泡沫4上表面，用泡沫长条的主要原因是其介电常数，对整体天线性质不会造成不利影响。

本实用新型中，金属圆柱1完全关于金属波导5中线成中心对称，每个辐射缝隙3的前后各有一个金属圆柱1，其长度、半径以及距离中线的位置均可调，以实现较理想的效果。