一種高增益低副瓣半高波導(dǎo)寬邊裂縫天線及其設(shè)計(jì)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種具有高增益低副瓣的半高波導(dǎo)寬邊裂縫天線，該天線包括以下部分：屏蔽板、半高波導(dǎo)寬邊偏置裂縫。本發(fā)明天線采用了波導(dǎo)裂縫的經(jīng)典電磁理論與電磁仿真軟件相結(jié)合的方法來(lái)設(shè)計(jì)。根據(jù)Elliot的理論給出理想狀態(tài)下的輻射縫隙參數(shù)與線源口徑分布的數(shù)學(xué)關(guān)系，利用電磁仿真軟件對(duì)天線的裂縫參數(shù)進(jìn)行了仿真，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)擬合得到了輻射縫隙電導(dǎo)和裂縫位置長(zhǎng)度等物理量的關(guān)系，由此計(jì)算出縫隙的各個(gè)參量，省去了實(shí)驗(yàn)調(diào)試的步驟。最后根據(jù)增益指標(biāo)的要求對(duì)天線設(shè)計(jì)了屏蔽板。本發(fā)明陣列天線具有高增益、低副瓣、重量輕的特性，適用于船舶導(dǎo)航雷達(dá)、對(duì)海探測(cè)雷達(dá)等需要大威力、高分辨力雷達(dá)天線的場(chǎng)合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高增益低副瓣半高波導(dǎo)寬邊裂縫天線及其設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半高波導(dǎo)寬邊裂縫天線，該天線由若干波導(dǎo)裂縫組成，具有高增 益、低副瓣的輻射特性和體積小重量輕的結(jié)構(gòu)特性，因此廣泛應(yīng)用于對(duì)海船舶交通管理等 探測(cè)系統(tǒng)中。

【背景技術(shù)】
[0002] 波導(dǎo)裂縫天線陣結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)及通訊領(lǐng)域，其中 波導(dǎo)寬邊縫隙行波陣列天線因其易于實(shí)現(xiàn)低副瓣乃至超低副瓣性能而受到越來(lái)越多的工 程應(yīng)用的重視。
[0003] 波導(dǎo)裂縫天線的基本原理是利用在波導(dǎo)寬壁或窄壁上開(kāi)有的裂縫來(lái)切斷波導(dǎo)壁 上的電流而產(chǎn)生輻射。波導(dǎo)裂縫的輻射強(qiáng)度和相位可以通過(guò)改變裂縫偏置或傾角來(lái)控制。 由多根開(kāi)有裂縫的波導(dǎo)構(gòu)成平板裂縫天線即可實(shí)現(xiàn)需要的二維口徑分布。
[0004] 1948 年 Stevenson 發(fā)表了《Theroy of Slots in Retangular Waveguide》，建立 了矩形波導(dǎo)內(nèi)的Green函數(shù)，并用這些函數(shù)分析了 TE1(I模入射時(shí)，單個(gè)縱向縫隙的散射。他 假定波導(dǎo)是空氣填充的，縫長(zhǎng)為A "2 (諧振長(zhǎng)度），縫內(nèi)的電場(chǎng)為完全橫向且呈等相位半余 弦幅度分布，波導(dǎo)壁厚為無(wú)窮薄，縫所在的寬邊嵌裝在無(wú)窮大接地平面上。在這些條件下， Stevenson證明了單縫TE 1Q模的散射時(shí)對(duì)稱(chēng)的，因而單個(gè)縫可以表示為一個(gè)等效傳輸線的 并聯(lián)單元。采用功率守恒法，Stevenson導(dǎo)出一個(gè)以單個(gè)縱向縫的偏置x為變量的歸一化 諧振電導(dǎo)的計(jì)算公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種高增益低副瓣半高波導(dǎo)寬邊裂縫天線，包括屏蔽板、半高波導(dǎo)寬邊偏置裂縫，其 特征在于： 1) 、采用波導(dǎo)寬邊偏置縫，應(yīng)用行波陣方式激勵(lì)，提高了天線輻射效率； 2) 、采用半高波導(dǎo)，減小了系統(tǒng)的體積和重量； 3) 、波導(dǎo)裂縫線源的上下部分分別加入了屏蔽板，減小了波寬，提高了天線的增益。
2. -種高增益低副瓣半高波導(dǎo)寬邊裂縫天線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：利用Elliot的 理論給出理想狀態(tài)下的輻射縫隙參數(shù)與線源口徑分布的數(shù)學(xué)關(guān)系，使用電磁仿真軟件對(duì)天 線的裂縫參數(shù)進(jìn)行了仿真，以仿真數(shù)據(jù)擬合得到了輻射縫隙電導(dǎo)和裂縫位置長(zhǎng)度的關(guān)系， 并計(jì)算出縫隙的各個(gè)參量，提高設(shè)計(jì)精度，減少設(shè)計(jì)周期和成本。
【文檔編號(hào)】H01Q13/12GK104409859SQ201410707115
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】石磊 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所