專(zhuān)利名稱(chēng)：輻射單元及輻射陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該項(xiàng)實(shí)用新型主要用于天線(xiàn)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，尤其涉及輻射單元、輻射陣列及加工成型方法。
背景技術(shù)：
在微波頻段，傳統(tǒng)的天線(xiàn)形式包括波導(dǎo)裂縫陣天線(xiàn)、微帶陣列天線(xiàn)、反射面天線(xiàn)和透鏡天線(xiàn)等。然而，當(dāng)頻率達(dá)到30GHz甚至更高時(shí)，用傳統(tǒng)的天線(xiàn)方式很難實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)成本有嚴(yán)格限制時(shí)就更加難以實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)實(shí)用新型非常適合于生產(chǎn)加工30GHz甚至毫米波和準(zhǔn)光學(xué)頻段的部件。傳統(tǒng)的波導(dǎo)裂縫陣由于復(fù)雜精密的加工工藝，比較難應(yīng)用于30GHz以上。微帶天線(xiàn)陣列在高頻或大型陣列的情況下，由于色散及饋電網(wǎng)絡(luò)的傳輸損耗比較嚴(yán)重，導(dǎo)致天線(xiàn)效率比較低。同時(shí)微帶天線(xiàn)陣列的帶寬比較窄，天線(xiàn)的性能受介質(zhì)材料影響比較大。拋物面天線(xiàn)和透鏡天線(xiàn)一般應(yīng)用于低剖面天線(xiàn)不能勝任的地方，他的體積和重量比較大，同時(shí)由于該類(lèi)天線(xiàn)的饋源一般是單個(gè)激勵(lì)源，因此很難通過(guò)陣列方法降低副瓣和波束賦型。傳統(tǒng)天線(xiàn)形式很難將濾波器、耦合器及輻射單元集成一體，最大限度節(jié)省系統(tǒng)空間。

實(shí)用新型內(nèi)容輻射單元，包括介質(zhì)結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)；介質(zhì)結(jié)構(gòu)分為兩部分，第二部分介質(zhì)橫向突出于第一部分介質(zhì)的上表面；金屬結(jié)構(gòu)也分為兩部分，第一部分金屬導(dǎo)體層覆蓋在第一部分介質(zhì)的下表面，第二部分金屬導(dǎo)體層覆蓋在第一部分介質(zhì)的上表面和第二部分介質(zhì)的側(cè)壁。輻射陣列，包含若干所述的輻射單元，若干輻射單元排列成輻射陣列。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元主要是由金屬平行板波導(dǎo)及橫向凸起部分構(gòu)成， 平行板波導(dǎo)可以由兩塊相互平行的平面或曲面金屬板構(gòu)成，其中可以填充空氣和介質(zhì)材料。橫向凸起部分是一段或若干段漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)構(gòu)成，其中可以填充空氣和介質(zhì)材料， 分布于平行板波導(dǎo)寬面的一面或兩面，這種漸開(kāi)平板波導(dǎo)構(gòu)成的橫向凸起結(jié)構(gòu)，更加適用于曲面共形陣列天線(xiàn)的設(shè)計(jì)。當(dāng)漸開(kāi)平板波導(dǎo)的漸開(kāi)角為零時(shí)，漸開(kāi)平板波導(dǎo)退化為平行板波導(dǎo)，橫向凸起部分則轉(zhuǎn)變?yōu)橛善叫邪宀▽?dǎo)級(jí)聯(lián)構(gòu)成。這些電磁不連續(xù)性凸起結(jié)構(gòu)(或稱(chēng)為縫隙節(jié))把主饋入平行板波導(dǎo)產(chǎn)生的縱向電流分量切斷，在縫隙節(jié)與平行板波導(dǎo)交界處產(chǎn)生位移電流，該位移電流進(jìn)一步激勵(lì)起沿縫隙節(jié)縱向傳播的電磁波到達(dá)縫隙節(jié)的末端，當(dāng)切向縫隙節(jié)高度合適并且末端開(kāi)放，切向縫隙節(jié)就會(huì)向自由空間輻射能量。通過(guò)改變切向縫隙節(jié)的長(zhǎng)度、高度、平行板間隔和填充介質(zhì)的特性可以精確控制單元的耦合或激勵(lì)。由于縫隙節(jié)在主饋入平行板波導(dǎo)的能量傳播方向的切(橫)向是連續(xù)分布的，因而也可以稱(chēng)為連續(xù)切向縫隙節(jié)。[0011]若干個(gè)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元排列組合，并由平行板波導(dǎo)組成的饋電網(wǎng)絡(luò)饋電形成廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)天線(xiàn)陣列。通常廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元包括(1)由介質(zhì)材料構(gòu)成的兩部分，一部分是平板，另一部分橫向突起于平板；( 覆蓋在第一部分介質(zhì)上的金屬導(dǎo)體；C3)覆蓋于第二部分介質(zhì)突起的金屬導(dǎo)體，第二部分介質(zhì)的截面為一段或若干段以一定張角展開(kāi)的扇環(huán)形或梯形。通過(guò)更改切向縫隙節(jié)單元的高度、寬度、長(zhǎng)度、 橫截面可以形成不同的切向縫隙節(jié)單元。加工介質(zhì)填充的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)天線(xiàn)陣列主要分為三步首先要通過(guò)機(jī)加、 擠壓或成型介質(zhì)材料；其次在介質(zhì)上均勻覆蓋金屬導(dǎo)體；最后通過(guò)機(jī)加或研磨等手段將特定區(qū)域(如激勵(lì)端口、切向縫隙節(jié)末端，等)外表面的金屬去除，使這些特定區(qū)域的介質(zhì)材料暴露在空氣中。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元構(gòu)成的線(xiàn)陣可以組成平面陣列或任意形狀的陣列天線(xiàn)， 激勵(lì)方式可以是傳統(tǒng)的線(xiàn)源激勵(lì)方式?？梢杂脗鹘y(tǒng)的頻域或時(shí)域方法去分析和綜合廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)構(gòu)成的天線(xiàn)陣列。該項(xiàng)實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方法可以應(yīng)用于微波、毫米波和準(zhǔn)光學(xué)頻段的所有平面或曲面陣列天線(xiàn)，如賦形波束、多波束、雙極化、雙波段和單脈沖天線(xiàn)。在一些平面天線(xiàn)不太適合應(yīng)用的情況下(例如在帶寬或成本方面)，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)天線(xiàn)是替代拋物面和透鏡天線(xiàn)的首選方案。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射結(jié)構(gòu)可以輕易地改變形狀以適應(yīng)彎曲的安裝表面(機(jī)翼邊緣、飛行器表面、轎車(chē)車(chē)體等)，其多模式的工作機(jī)理允許結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變形而不會(huì)改變內(nèi)部的耦合特性，因此很容易形成各種曲面共形廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)。

通過(guò)以下介紹，結(jié)合視圖，可以更加容易地理解該項(xiàng)實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)圖1(a)和圖1(b)分別是漸開(kāi)平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖及其傳輸?shù)闹髂EM模的電磁場(chǎng)分布示意圖；圖2(a)、圖2(b)和圖2(c)分別呈現(xiàn)了廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的主視圖、 A-A剖視圖及局部放大視圖；圖3是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的另一種變形，即由圖2(a)、圖2(b)和圖 2(c)中的若干段扇環(huán)級(jí)聯(lián)演變?yōu)槿舾啥翁菪渭?jí)聯(lián)；圖4(a)和圖4(b)分別為一級(jí)梯形截面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元和一級(jí)扇環(huán)形截面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元；圖5是沒(méi)有介質(zhì)填充的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的示意圖；圖6和圖7是慢波結(jié)構(gòu)和非均勻結(jié)構(gòu)情況下的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的示意圖；圖8是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)構(gòu)成雙邊輻射單元的示意圖；圖9是兩個(gè)完全相同的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元構(gòu)成的匹配對(duì)示意圖；圖10是兩個(gè)不同的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元構(gòu)成的匹配對(duì)示意圖；圖11 (a)、圖11(b)和圖11(c)分別是E面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；[0027]圖12 (a)、圖12(b)和圖12(c)分別是H面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖13(a)、圖13(b)和圖13(c)分別是有限寬度廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖14(a)、圖14(b)和圖14(c)分別是橫向尺寸變化的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖15 (a)、圖15 (b)和圖15 (c)分別是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)徑向輻射單元的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖16 (a)、圖16 (b)和圖16 (c)分別是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化輻射單元施加線(xiàn)源激勵(lì)時(shí)的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖17(a)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙極化輻射單元的立體視圖；圖17(b)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙極化輻射單元的一個(gè)端口施加線(xiàn)源激勵(lì)的原理示意圖；圖17(c)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙極化輻射單元形成雙圓極化輻射單元的原理示意圖；圖18是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元組成串饋平面陣列天線(xiàn)時(shí)的立體視圖；圖19是由廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元組成的串饋平面陣列天線(xiàn)在E面形成頻率掃描方向圖的原理示意圖；圖20 (a)和圖20 (b)是機(jī)械掃描激勵(lì)線(xiàn)源施加于由廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元組成的串饋平面陣列天線(xiàn)輸入端口時(shí)，H面形成掃描方向圖的原理示意圖；圖21 (a)和圖21 (b)是相位掃描激勵(lì)線(xiàn)源施加于由廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元組成的串饋平面陣列天線(xiàn)輸入端口時(shí)，H面形成掃描方向圖的原理示意圖；圖22是可以實(shí)現(xiàn)雙極化的正交廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)原理圖；圖23 (a)、圖23(b)和圖23(c)分別是圖15 (a)、圖15 (b)和圖15(c)所示的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)徑向輻射單元組成同心圓環(huán)陣列天線(xiàn)時(shí)的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖和圖M(b)是典型的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的連續(xù)加工過(guò)程，包括成型、金屬化和修邊；圖25是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的分步加工過(guò)程，包括開(kāi)模、金屬化和修邊；圖^(a)、圖^(b)和圖^(C)分別是E面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化陣列天線(xiàn)的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖；圖27 (a)、圖27(b)、圖27 (c)和圖27(d)分別是H面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化陣列天線(xiàn)的立體視圖、主視圖及剖視圖；圖觀(guān)是相鄰廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元間的連續(xù)切向金屬溝槽示意圖；圖四(a)和圖四(b)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)復(fù)合縫隙天線(xiàn)示意圖；圖30 (a)和圖30 (b)是TEM和TE01模的電力線(xiàn)分布示意圖；圖31分別是單級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元和四級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元輸入端口反射系數(shù)的全波仿真結(jié)果；具體實(shí)施方式
圖1(a)是漸開(kāi)平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)中P方向和ζ方向均無(wú)邊界，兩塊平板的夾角為α。漸開(kāi)平板波導(dǎo)中存在三種模式的電磁場(chǎng)沿P方向傳播的ΤΕ(Ρ)模、沿P 方向傳播的ΤΜ(Ρ)模及沿P方向傳播的ΤΕΜ(Ρ)模，漸開(kāi)平板波導(dǎo)中的場(chǎng)與平行板波導(dǎo)中的場(chǎng)類(lèi)似，只是平行板波導(dǎo)傳輸平面波，而漸開(kāi)平板波導(dǎo)傳輸柱面波。為滿(mǎn)足寬帶特性，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)中必須保證只傳播TEM模式Εφ = -jk^[V_Hil) ikp) + V+H[2) (kp)] H2=K1 WHf _ + (kp)]這種模式的電力線(xiàn)分布如圖1 (b)所示。作為一個(gè)多模結(jié)構(gòu)，由金屬板12、13構(gòu)成的平行板波導(dǎo)內(nèi)同時(shí)存在一定數(shù)量的模式滿(mǎn)足邊界條件。這些傳輸模式的數(shù)量和強(qiáng)度完全取決于激勵(lì)線(xiàn)源的方式，一旦激勵(lì)，所激勵(lì)起的模式系數(shù)不會(huì)因?yàn)閺V義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)的出現(xiàn)而改變。理論上，每個(gè)模式都以自己特有的傳播速度傳播，只要傳播距離足夠，不需要的模式都會(huì)逐步衰減掉。圖2(a)-圖2(c)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的主視圖、A-A剖視圖及局部放大視圖，通常它由均勻介質(zhì)填充，是平行板波導(dǎo)或傳輸線(xiàn)10的一部分，包含第一和第二導(dǎo)電平行板12、13。切向縫隙節(jié)單元11有一個(gè)輻射能量的橫向凸起15，它的末端沒(méi)有金屬覆蓋，暴露在自由空間中。橫向凸起15是一級(jí)或若干級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)構(gòu)成(本實(shí)施例中橫向凸起15由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)所成，據(jù)此稱(chēng)之為四級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元，其中第一級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)的展開(kāi)角為α 1，長(zhǎng)度為L(zhǎng)l ；第二級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)的展開(kāi)角為α 2，長(zhǎng)度為L(zhǎng)2;第三級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)的展開(kāi)角為α 3，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3;第四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)的展開(kāi)角為α 4，長(zhǎng)度為L(zhǎng)4)，其中可以填充空氣和介質(zhì)材料、，分布于平行板波導(dǎo)寬面的某一面，并且橫向凸起15的介質(zhì)部分是放置在第一和第二平行板12、13中間的介質(zhì)材料的一部分，其中一個(gè)平行板13覆蓋了切向縫隙節(jié)11的側(cè)壁。由線(xiàn)源激勵(lì)起沿ζ方向傳播的入射波導(dǎo)模式，在波導(dǎo)壁上形成縱向電流，該電流被連續(xù)的橫向縫隙節(jié)切斷，因此在切向縫隙節(jié)單元11和平行板13的交界處激勵(lì)起縱向的位移電流。這個(gè)感應(yīng)的位移電流反過(guò)來(lái)在切向縫隙節(jié)單元11內(nèi)部激勵(lì)起等效的沿χ方向傳播的波導(dǎo)模式，該模式被輻射到自由空間中去。輻射電場(chǎng)矢量是ζ方向的線(xiàn)極化，輻射磁場(chǎng)矢量是_y方向的線(xiàn)極化，按照輻射方向圖主平面的定義最大輻射方向處的電場(chǎng)方向與能量傳播方向構(gòu)成E面，最大輻射方向處的磁場(chǎng)方向與能量傳播方向構(gòu)成H面，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的E面是X0z 平面，H面是xoy平面。利用廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元組陣，可以構(gòu)成微波、毫米波和準(zhǔn)光學(xué)頻段的陣列天線(xiàn)。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)從平行板波導(dǎo)耦合能量的耦合系數(shù)只取決于橫截面的幾何尺寸(詳見(jiàn)圖2(c)局部放大視圖J的尺寸標(biāo)注)，而與工作頻率和介質(zhì)的介電常數(shù)、無(wú)關(guān)，因此廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11從本質(zhì)上具有寬帶特性，同時(shí)對(duì)機(jī)械形變及材料參數(shù)的變化具有魯棒性。制造介質(zhì)填充的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元11主要通過(guò)機(jī)加或開(kāi)模的工藝制造介質(zhì)部分，再在介質(zhì)表面噴涂均勻的金屬鍍層，來(lái)形成漸開(kāi)平板波導(dǎo)和平行板波導(dǎo)。如果是作為天線(xiàn)使用，就要研磨掉切向縫隙節(jié)終端的金屬鍍層，以使切向縫隙節(jié)單元11向自由空間輻射能量。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元11有非常多的變化，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，下面介紹這些變化。圖3是內(nèi)部填充介質(zhì)材料M的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的另一種變形， 即由圖2 (a)-圖2 (c)中的若干段扇環(huán)級(jí)聯(lián)演變?yōu)槿舾啥翁菪渭?jí)聯(lián)，可以使廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，加工成本更低。圖4(a)和圖4(b)分別是單級(jí)梯形截面和單級(jí)扇環(huán)形截面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11，橫向凸起15由一級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)構(gòu)成，故稱(chēng)之為單級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元。單級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的最大缺點(diǎn)是帶寬較窄(相對(duì)帶寬20% )，而多級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元依賴(lài)多級(jí)縫隙節(jié)間的電磁不連續(xù)性可以抵消輸入阻抗中的電抗部分實(shí)現(xiàn)寬帶匹配(一般能夠達(dá)到5 1的倍頻程帶寬)，并且匹配帶寬隨著廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙輻射節(jié)級(jí)數(shù)的增多而增加。圖5是無(wú)介質(zhì)填充的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元11，其中填充的介質(zhì)是低密度泡沫或空氣，這樣的切向縫隙節(jié)單元可用來(lái)實(shí)現(xiàn)端射廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)。圖6和圖7分別是慢波結(jié)構(gòu)21和非均勻結(jié)構(gòu)22情況下的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元11示意圖。周期性開(kāi)槽介質(zhì)23或多層介質(zhì)Ma、24b應(yīng)用于平行板金屬波導(dǎo)12、13之間， 主要用來(lái)減輕重量或者控制波導(dǎo)內(nèi)的相位傳播速度。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙向輻射單元10如圖8所示，雙向輻射單元10由分別位于平行板金屬波導(dǎo)兩個(gè)寬面的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元lib和Ila組成，IlbUla的橫向凸起 1恥、1 均由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)所成，1 和1 的各級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)的展開(kāi)角及波導(dǎo)長(zhǎng)度可以相同，也可以不同。雙向輻射單元10可以起到減小空間或雙向輻射的目的。圖9采用若干個(gè)完全相同的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元IliUlj組成串饋平面陣列天線(xiàn)，橫向凸起15i、15j是參數(shù)完全相同的單級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)，單元間距一般選擇波導(dǎo)波長(zhǎng)的整數(shù)倍如一個(gè)波導(dǎo)波長(zhǎng)，可以形成邊射筆形波束，該陣列也可以應(yīng)用于單脈沖工作模式。圖10采用若干個(gè)不相同的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元llmUln組陣，橫向凸起15m、15n分別由參數(shù)不同的單級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)構(gòu)成，通過(guò)變化廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的橫截面尺寸(詳見(jiàn)圖2(c)局部放大視圖J的尺寸標(biāo)注)來(lái)精確控制每個(gè)單元的激勵(lì)幅度和相位，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的賦形波束形狀，如余割平方波束和不對(duì)稱(chēng)副瓣波束，同樣采用非均勻陣列也可以實(shí)現(xiàn)波束賦形。圖11 (a)、圖11(b)和圖11(c)分別是E面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元IOe 的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖，其連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元lie的橫向凸起15e由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)所成。要保證E面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元IOe具有圖2(a)-圖2 (c) 所示的平面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元10的全部特性，必須保證E面彎曲半徑適當(dāng)，以避免出現(xiàn)過(guò)度彎曲而引起的高次模傳輸。彎曲切向縫隙節(jié)輻射單元IOe組陣可以形成曲面共形陣列天線(xiàn)。圖12 (a)、圖12(b)和圖12(c)分別是H面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元IOh 的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖，其連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元Ilh的橫向凸起15h由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)所成。要保證H面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元IOh具有圖2(a)-圖2(c)所示的平面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元10的全部特性，必須保證H面彎曲半徑適當(dāng)，以避免出現(xiàn)過(guò)度彎曲而引起的高次模傳輸。彎曲切向縫隙節(jié)輻射單元IOh組陣可以形成曲面共形陣列天線(xiàn)。圖13 (a)、圖13(b)和圖13(c)是有限寬度廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元IOg的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖。傳統(tǒng)的切向縫隙節(jié)單元在y方向非常寬，當(dāng)然廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元11可以利用側(cè)壁17在y方向截?cái)鄟?lái)減小寬度，這兩個(gè)側(cè)壁17可以是金屬、非金屬或吸收材料，以實(shí)現(xiàn)短路、開(kāi)路或負(fù)載特性。側(cè)邊的影響主要取決于廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的激勵(lì)線(xiàn)源分布函數(shù)，但是這個(gè)影響一般來(lái)說(shuō)比較小，因?yàn)殡妶?chǎng)嚴(yán)格沿著縱向傳播。 對(duì)于錐削幅度很大的激勵(lì)線(xiàn)源分布，側(cè)邊采用電壁短路，對(duì)于陣列天線(xiàn)的口徑場(chǎng)分布影響很小甚至可以忽略不計(jì)；但對(duì)于均勻分布或錐削不大的激勵(lì)線(xiàn)源，需要考慮側(cè)邊的影響。圖14(a)、圖14(b)和圖14(c)是橫向參數(shù)連續(xù)變化的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元IOv的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖。切向縫隙節(jié)單元Ilv的橫向凸起15v由單級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)變形構(gòu)成，其橫向(y方向)的緩慢變化可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)漸變耦合，利用這個(gè)特點(diǎn)可以在H面實(shí)現(xiàn)方向圖賦形，這個(gè)在連續(xù)口徑分布或非矩形口徑的天線(xiàn)中有非常重要的應(yīng)用。圖15(a)、圖15(b)和圖15(c)是徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元IOc的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖，環(huán)狀連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元Ilc的橫向凸起15c由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)構(gòu)成。徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元IOc可以應(yīng)用于圓柱波導(dǎo)模式中(徑向輻射)，該輻射單元沿徑向排列形成封閉的同心圓環(huán)，激勵(lì)源可以是一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)源，本實(shí)施例采用傳輸TEM模式的同軸探針沈激勵(lì)，25為同軸連接器的外導(dǎo)體。圖2(a) 圖8中的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)的橫截面形狀都可以旋轉(zhuǎn)形成這種徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元10c，這種徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元非常適合應(yīng)用于水平面需要360度高增益覆蓋的陣列天線(xiàn)中。圖16 (a)、圖16 (b)和圖16 (c)分別是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化輻射單元10施加斜入射線(xiàn)源激勵(lì)時(shí)的立體視圖、主視圖及A-A剖視圖。通過(guò)機(jī)械或電控的方法來(lái)改變波前27的入射角度，來(lái)實(shí)現(xiàn)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)天線(xiàn)波束在H面掃描，這個(gè)主要是通過(guò)機(jī)械或電控的方法改變輸入線(xiàn)源的激勵(lì)相位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。波束的精確掃描角和波導(dǎo)模式波前的入射角之間的關(guān)系符合Snell定律，在切向縫隙節(jié)單元和自由空間交界面處的折射可以用來(lái)增大天線(xiàn)的掃描角度。通過(guò)選擇合適的填充介質(zhì)的介電常數(shù)，激勵(lì)線(xiàn)源微小程度的旋轉(zhuǎn)或相移就能使廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元產(chǎn)生很大的掃描角度。圖17(a)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙極化輻射單元的立體視圖，圖17(b)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙極化輻射單元的一個(gè)端口施加線(xiàn)源激勵(lì)的原理示意圖。根據(jù)電磁場(chǎng)理論及邊界條件，我們知道施加于廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)雙極化輻射單元左側(cè)端口的激勵(lì)線(xiàn)源沿著波前27縱向入射，與該激勵(lì)線(xiàn)源能量傳播方向正交的切向縫隙節(jié)Iledle的橫向凸起 15e由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)構(gòu)成)所耦合的波導(dǎo)主模不會(huì)在與lie正交的Ilf (Ilf的橫向凸起15f由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)級(jí)聯(lián)構(gòu)成)中傳輸，這個(gè)特點(diǎn)可以用來(lái)產(chǎn)生兩個(gè)隔離度很高的正交極化，也可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻段或雙波束。圓極化正交切向縫隙節(jié)單元如圖17(c)所示，激勵(lì)線(xiàn)源1和2同時(shí)施加于廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單元Ilf和lie，分別產(chǎn)生兩個(gè)幅度相等、極化正交的很純的線(xiàn)極化，這兩個(gè)線(xiàn)極化通過(guò)3dB電橋30而形成雙圓極化(左旋和右旋圓極化)。圖18是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元組成串饋平面陣列天線(xiàn)50時(shí)的立體視圖。 用線(xiàn)源激勵(lì)串饋平面陣列天線(xiàn)50的左端口，同時(shí)右端口端接匹配負(fù)載(串饋陣列天線(xiàn)的終端需要端接短路、開(kāi)路或匹配負(fù)載，以形成傳統(tǒng)的駐波或行波陣)，這樣的設(shè)置就構(gòu)成了行波陣列天線(xiàn)50，它在E面的主波束指向隨著頻率發(fā)生變化，如圖19所示(其中a(n)、 a(n+l)和aOi+幻分別是第η個(gè)、第(η+1)個(gè)和第(n+幻個(gè)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的漸開(kāi)波導(dǎo)展開(kāi)角；L(n)、L(n+l)和L(n+2)分別是第η個(gè)、第(η+1)個(gè)和第(η+2)個(gè)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的漸開(kāi)波導(dǎo)長(zhǎng)度)。通過(guò)改變切向縫隙節(jié)單元的間距和填充介質(zhì)的介電常數(shù)，可以增強(qiáng)這種特性，如用介電常數(shù)ε ^ = 12的材料加工的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)，頻率每變化1 %，波束傾斜角度變化2度。如果再結(jié)合圖16(a)-圖16(c)所示的改變激勵(lì)線(xiàn)源的入射角度實(shí)現(xiàn)波束H面掃描的特點(diǎn)，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)50可以在一面或兩面同時(shí)形成固定或變化的傾斜波束。通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)改變激勵(lì)線(xiàn)源的入射方向來(lái)進(jìn)行波束H面掃描的陣列天線(xiàn)50如圖 20(a)和圖20(b)所示。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)50的線(xiàn)源入射角度可以通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)改變，這樣就可以實(shí)現(xiàn)H面的波束掃描。調(diào)整激勵(lì)線(xiàn)源的相速也可以使線(xiàn)源的入射方向發(fā)生改變，利用這種方法實(shí)現(xiàn)波束 H面掃描的陣列天線(xiàn)50如圖21 (a)和圖21(b)所示。圖22是可以實(shí)現(xiàn)雙極化的正交廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)45的原理示意圖。 它是由兩個(gè)正交的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)共口徑構(gòu)成，在線(xiàn)源49a、49b間通過(guò)電橋連接或在陣列天線(xiàn)45的口面加載圓極化器，陣列天線(xiàn)45就可以實(shí)現(xiàn)圓極化或橢圓極化。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的高純度線(xiàn)極化和平行板波導(dǎo)模式的天然正交性，決定了陣列天線(xiàn)45具有超寬頻帶的高極化隔離度。和上述提到的雙極化陣列天線(xiàn)一樣，不同頻段或不同參數(shù)的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)正交，可以用來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙波束陣列天線(xiàn)45，如一個(gè)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)可以提供垂直極化筆形波束，另一個(gè)與之正交的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)可以提供水平極化的余割平方波束。徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)56如圖23(a)、圖23(b)和圖23(c)所示。它的切向縫隙節(jié)輻射單元lli、llj、llk是同心圓環(huán)，環(huán)狀連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元lli、llj、llk 的橫向凸起J9j、29k均由四級(jí)漸開(kāi)平板波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)構(gòu)成。單點(diǎn)或多點(diǎn)(多模工作模式情況)點(diǎn)源饋電方式替代了線(xiàn)源饋電方式，本實(shí)施例采用傳輸TEM模式的同軸探針沈激勵(lì)， 25為同軸連接器的外導(dǎo)體。徑向波導(dǎo)的工作模式和平面波導(dǎo)的工作模式相似，因此可以推導(dǎo)它的模式方程。通過(guò)激勵(lì)源的選擇、徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的設(shè)計(jì)，徑向廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)同樣可以實(shí)現(xiàn)雙頻段、雙波束、雙極化特性。如上所述，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11可以組合或布陣形成任意線(xiàn)源激勵(lì)的陣列天線(xiàn)結(jié)構(gòu)。這個(gè)線(xiàn)源可以是離散線(xiàn)陣，如波導(dǎo)裂縫陣列；也可以是連續(xù)線(xiàn)源，如扇形喇叭或透鏡天線(xiàn)。錐削分布的線(xiàn)源可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)H面的口徑分布，E面的口徑分布可以通過(guò)改變廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一些比較成熟的加工工藝如沖壓、注塑和熱模技術(shù)都可以應(yīng)用于廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的制造加工。在大多數(shù)情況下，整個(gè)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)，包括激勵(lì)源，都可以用一個(gè)外部模具加工。加工過(guò)程包括三個(gè)典型步驟一是結(jié)構(gòu)成型，包括沖壓和開(kāi)模的方式；二是外表面金屬化，主要通過(guò)濺射或電鍍等方法，將金屬導(dǎo)體附著在介質(zhì)結(jié)構(gòu)上；三是表面研磨，主要是將輻射單元的末端、輸入和輸出端的金屬去除。由于不用考慮廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)的內(nèi)部，它外表面金屬的厚度沒(méi)有嚴(yán)格要求。圖M (a)和圖M(b)是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)30的切向縫隙節(jié)輻射單元 11的連續(xù)沖壓加工過(guò)程。該過(guò)程中包括成型31、金屬化32和研磨33，是一個(gè)連續(xù)加工過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可以用來(lái)加工生產(chǎn)比較長(zhǎng)的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)30。圖25是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)30的分步驟加工過(guò)程，同樣包括成型或模壓31、金屬化32和研磨 33，但是這三個(gè)步驟是獨(dú)立分開(kāi)進(jìn)行的。由于廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11是一個(gè)非諧振結(jié)構(gòu)，它對(duì)尺寸和填充材料的介電常數(shù)的變化不是很敏感，相對(duì)于諧振器件的加工生產(chǎn)，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的生產(chǎn)加工難度大大降低，比較適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低。由圖11(a)-圖11(c)所示的E面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化輻射單元58沿著E面彎曲組陣，形成E面彎曲串饋廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化陣列天線(xiàn)66，圖^(a)、圖 26(b)和圖26(c)分別是其立體視圖、主視圖及A-A剖視圖。要保證E面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)66具有圖18所示的平面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)50的全部特性， 必須保證E面彎曲半徑適當(dāng)，以避免出現(xiàn)過(guò)度彎曲而引起的高次模傳輸。用線(xiàn)源激勵(lì)串饋陣列天線(xiàn)66的左端口，同時(shí)右端口端接匹配負(fù)載(串饋陣列天線(xiàn)的終端需要端接短路、開(kāi)路或匹配負(fù)載，以形成傳統(tǒng)的駐波或行波陣)，這樣的設(shè)置就構(gòu)成了行波陣列天線(xiàn)66，它在 E面的主波束指向隨著頻率發(fā)生變化。由圖12(a)-圖12(c)所示的H面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化輻射單元59在 E面組陣，形成H面彎曲串饋廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)單極化陣列天線(xiàn)67，圖27 (a)、圖27 (b)、 圖27(c)和圖27(d)分別是其立體視圖、主視圖及剖視圖。要保證H面彎曲廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)67具有圖18所示的平面廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)50的全部特性，必須保證H面彎曲半徑適當(dāng)，以避免出現(xiàn)過(guò)度彎曲而引起的高次模傳輸。用線(xiàn)源激勵(lì)串饋陣列天線(xiàn)67的左端口，同時(shí)右端口端接匹配負(fù)載(串饋陣列天線(xiàn)的終端需要端接短路、開(kāi)路或匹配負(fù)載，以形成傳統(tǒng)的駐波或行波陣)，這樣的設(shè)置就構(gòu)成了行波陣列天線(xiàn)67，它在E 面的主波束指向隨著頻率發(fā)生變化。圖^(a)-圖27(d)所示的是共形廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)。由于廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而可以非常方便地將其外形彎曲以和載體表面共形， 如飛機(jī)尾翼、彈體表面等。在較大曲率半徑的變形情況下，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的多模工作特性決定了它的耦合特性不會(huì)發(fā)生明顯改變，并且廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元間的空槽可以用來(lái)抑制廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)共形時(shí)產(chǎn)生的表面波。廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)中的廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元11的面積占整個(gè)平面口徑的面積不超過(guò)10% 20%。這些切向縫隙節(jié)突出于平行板波導(dǎo)，兩個(gè)切向縫隙節(jié)之間有比較大的空槽43區(qū)域，如圖觀(guān)所示。這些空槽43區(qū)域可以用來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)合天線(xiàn)陣列，如空槽43的下表面44可以放置微帶天線(xiàn)陣列；可以在空槽43的下表面44上開(kāi)槽，耦合出平行板波導(dǎo)的其他模式。另外，也可以將有源器件放置在空槽43區(qū)域。圖四(幻和圖^(b)是雙頻段復(fù)合陣列天線(xiàn)46的示意圖，它更具體地說(shuō)明了圖觀(guān)的運(yùn)用。在廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元間的空槽內(nèi)開(kāi)周期性縫隙47，從平行板波導(dǎo)內(nèi)耦合出其他模式，如TEOl模的電場(chǎng)方向平行于金屬平行板12、13，因此可以在廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元間的空槽43的下表面44上開(kāi)厚或薄的斜縫，將該模式耦合出來(lái)，而TEOl 模并不會(huì)被廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)給耦合出來(lái)(如圖30(a)和圖30(b)所示)。加工的時(shí)候斜縫47略微高出平行板波導(dǎo)的上表面13，比較有利于加工。運(yùn)用這種方法，通過(guò)調(diào)節(jié)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元間的間距和斜縫47的參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)雙頻段復(fù)合陣列天線(xiàn)。單級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元和四級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元輸入端口反射系數(shù)的全波仿真結(jié)果如圖31所示，從中可以清晰地看出如果按照-IOdB回波損耗來(lái)定義阻抗帶寬，單級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的相對(duì)帶寬為20%左右，四級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的相對(duì)帶寬為145%，因此多級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元在阻抗帶寬特性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單級(jí)廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元。綜上所述，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)具有傳統(tǒng)天線(xiàn)如裂縫陣、微帶天線(xiàn)陣、拋物面天線(xiàn)和透鏡天線(xiàn)所不具備的易加工、高性能和應(yīng)用范圍廣的特性。該實(shí)用新型的性能優(yōu)點(diǎn)如下高口徑效率，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)饋電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度為2N，傳統(tǒng)陣列天線(xiàn)饋電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度為N2，加之饋電平行板波導(dǎo)及廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的損耗遠(yuǎn)比帶狀線(xiàn)、微帶線(xiàn)甚至是波導(dǎo)低，所以廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)的輻射效率高于波導(dǎo)裂縫陣列天線(xiàn)的效率，比拋物面天線(xiàn)和微帶陣列天線(xiàn)的效率更是高出許多；寬頻帶，由于沒(méi)有諧振結(jié)構(gòu)，頻帶寬度超過(guò)1個(gè)倍頻層；高極化純度，交叉極化小于_45dB ；超強(qiáng)波束賦形能力，通過(guò)激勵(lì)源的幅度相位控制和廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元的參數(shù)設(shè)計(jì)，可以賦形設(shè)計(jì)復(fù)雜波束形狀。該實(shí)用新型的加工優(yōu)點(diǎn)如下由于沒(méi)有諧振結(jié)構(gòu)，該實(shí)用新型對(duì)尺寸和介質(zhì)材料的介電常數(shù)不敏感；完全是外形加工，不用考慮內(nèi)部細(xì)節(jié)；簡(jiǎn)單的生產(chǎn)加工流程和過(guò)程，廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)熱成型、沖壓或注塑的方式加工，而不需要其他焊接或組裝工藝；由于模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，沒(méi)有返工開(kāi)銷(xiāo)和循環(huán)時(shí)間周期，同時(shí)原理簡(jiǎn)單可靠，將兩維問(wèn)題簡(jiǎn)化成一維問(wèn)題。該實(shí)用新型應(yīng)用方面的優(yōu)點(diǎn)如下外形輪廓低、重量輕；易共形；雙極化、雙波束、 雙頻段應(yīng)用；頻率掃描特性；可以進(jìn)行兩維電掃描設(shè)計(jì)；低雷達(dá)散射截面設(shè)計(jì)；低耗散損耗特性使其可以應(yīng)用到毫米波和準(zhǔn)光學(xué)頻段。上述描述僅僅是廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)輻射單元及輻射陣列應(yīng)用和設(shè)計(jì)方法的一部分，從上述介紹可以引申很多應(yīng)用和設(shè)計(jì)，但明顯都在該項(xiàng)實(shí)用新型設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.輻射單元，其特征在于，包括介質(zhì)結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)；介質(zhì)結(jié)構(gòu)分為兩部分，第二部分介質(zhì)橫向突出于第一部分介質(zhì)的上表面；金屬結(jié)構(gòu)也分為兩部分，第一部分金屬導(dǎo)體層覆蓋在第一部分介質(zhì)的下表面，第二部分金屬導(dǎo)體層覆蓋在第一部分介質(zhì)的上表面和第二部分介質(zhì)的側(cè)壁。
2.如權(quán)利要求1所述的輻射單元，其特征在于，第二部分介質(zhì)的橫向尺寸和整個(gè)介質(zhì)結(jié)構(gòu)的橫向尺寸相同。
3.如權(quán)利要求1所述的輻射單元，其特征在于，介質(zhì)結(jié)構(gòu)還包括第三部分介質(zhì)和第四部分介質(zhì)，第三部分介質(zhì)和第一部分介質(zhì)正交放置；第四部分介質(zhì)和第二部分介質(zhì)正交放置。
4.如權(quán)利要求1所述的輻射單元，其特征在于，第一部分介質(zhì)、第二部分介質(zhì)、第一部分金屬導(dǎo)體層及第二部分金屬導(dǎo)體層的相對(duì)兩個(gè)側(cè)壁被截?cái)?，形成有限寬度的切向縫隙節(jié)單元。
5.如權(quán)利要求4所述的輻射單元，其特征在于，第一部分介質(zhì)、第二部分介質(zhì)的側(cè)壁覆蓋金屬，第一部分金屬導(dǎo)體層、第二部分金屬導(dǎo)體層的側(cè)壁覆蓋金屬；或者第一部分介質(zhì)、 第二部分介質(zhì)的側(cè)壁覆蓋非金屬，第一部分金屬導(dǎo)體層、第二部分金屬導(dǎo)體層的側(cè)壁覆蓋非金屬；或者第一部分介質(zhì)、第二部分介質(zhì)的側(cè)壁覆蓋吸收材料，第一部分金屬導(dǎo)體層、第二部分金屬導(dǎo)體層的側(cè)壁覆蓋吸收材料。
6.如權(quán)利要求1所述的輻射單元，其特征在于，第二部分介質(zhì)的橫截面是漸變形式的。
7.如權(quán)利要求1所述的輻射單元，其特征在于，第二部分介質(zhì)有一級(jí)以上的臺(tái)階。
8.如權(quán)利要求7所述的輻射單元，其特征在于，所述一級(jí)以上的臺(tái)階的截面為一段或若干段以一定張角展開(kāi)的扇環(huán)形或梯形。
9.如權(quán)利要求1所述的輻射單元，其特征在于，第二部分介質(zhì)是圓形，形成一個(gè)圓形切向縫隙節(jié)單元。
10.輻射陣列，其特征在于，包含若干如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的輻射單元，若干輻射單元排列成輻射陣列。
11.如權(quán)利要求10所述的輻射陣列，其特征在于，輻射陣列具有由介質(zhì)材料形成的平面或曲面層，上下兩個(gè)寬面平行；在介質(zhì)材料層上表面突起多個(gè)截面為一段或若干段以一定張角展開(kāi)的扇環(huán)形或梯形的介質(zhì)單元，介質(zhì)單元的寬度和平面或曲面介質(zhì)的寬面寬度一致，介質(zhì)單元按一定間距分隔排列；并且在平面或曲面介質(zhì)材料和扇環(huán)或梯形截面的介質(zhì)單元表面覆蓋導(dǎo)電金屬層以形成平行板波導(dǎo)和漸開(kāi)平板波導(dǎo)傳輸能量的陣列天線(xiàn)，同時(shí)平面或曲面介質(zhì)材料的一側(cè)不覆蓋金屬，作為該陣列天線(xiàn)的能量饋入端口 ；扇環(huán)或梯形截面的介質(zhì)單元頂部不覆蓋金屬層。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及輻射單元、輻射陣列及其加工成型方法。輻射單元，包括介質(zhì)結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)；介質(zhì)結(jié)構(gòu)分為兩部分，第二部分介質(zhì)橫向突出于第一部分介質(zhì)的上表面；金屬結(jié)構(gòu)也分為兩部分，第一部分金屬導(dǎo)體層覆蓋在第一部分介質(zhì)的下表面，第二部分金屬導(dǎo)體層覆蓋在第一部分介質(zhì)的上表面和第二部分介質(zhì)的側(cè)壁。本實(shí)用新型可以輕易地改變形狀以適應(yīng)彎曲的安裝表面(機(jī)翼邊緣、飛行器表面、轎車(chē)車(chē)體等)，其多模式的工作機(jī)理允許結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變形而不會(huì)改變內(nèi)部的耦合特性，因此很容易形成各種曲面共形廣義波導(dǎo)連續(xù)縫隙節(jié)陣列天線(xiàn)。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK202121061SQ20112013331
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉建江 申請(qǐng)人:劉建江