小型化雙頻段共面復合的單脈沖陣列天線的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種天線結構，具體是指一種小型化雙頻段共面復合的單脈沖陣列天 線，屬于天線設計領域。
【背景技術】
[0002] 當前，多波段復合制導已成為精確制導武器的重要發(fā)展方向之一。復合制導雷達 導引頭同時具備主動雷達導引頭以及半主動雷達導引頭的特點，互相取長補短，已經(jīng)成為 國內導彈技術研究的熱點之一。而該導彈導引頭關鍵技術之一便是雙波段單脈沖天線設 計。
[0003] 常見的雙波段單脈沖天線是雙波段卡塞格倫單脈沖天線，該天線結構簡單、較為 容易實現(xiàn)，但是普遍存在效率較低、副瓣較高的問題。一種現(xiàn)有技術采用共面的5個C波段 喇叭口和8個S波段喇叭口實現(xiàn)雙頻饋源組合，C波段和S波段天線的效率僅為38. 3%和 15. 9%，副瓣也只有-17dB和-18dB。另一種現(xiàn)有技術饋源采用了多模喇叭形式，副瓣分別 為-13dB和-22dB。還有一種現(xiàn)有技術饋源采用5個共面C波段喇叭口和4個S波段喇叭 口，C波段的效率有50%，但S波段效率僅25%，副瓣也只有-15dB左右。
[0004]目前而言，微帶天線的剖面低、質量輕，但雙頻段微帶天線一般采用多層結構，由 于層數(shù)較多需要采取層壓工藝，加工難度較大，且可能存在探針對不準膠水不均勻等不可 預期的問題。而波導形式的天線效率高、加工工藝成熟、易于實現(xiàn)低副瓣，但是雙頻段波導 結構天線必然會出現(xiàn)結構復雜、質量差等問題。因此迫切需要研究一種質量輕、易復合、結 構巧妙的低副瓣雙波段單脈沖天線。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種小型化雙頻段共面復合的單脈沖陣列天線，具有較低 的副瓣，以及與單頻單脈沖天線相當?shù)妮椛湫剩覝p小了兩個頻段的耦合影響；兼具小型 化及雙頻特性，布局巧妙，可以滿足在空間兩個頻段天線陣列復合、兼容的需求，具有很強 的實用性及應用前景。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明所提供的小型化雙頻段共面復合的單脈沖陣列天線， 包含：金屬反射板，呈圓形，被均勻劃分為4個扇形區(qū)域；低頻段輻射陣面，設置在所述的單 脈沖陣列天線的最前端，包含設置在所述的金屬反射板上方的多個微帶天線線陣；低頻段 俯仰面波導功率合成網(wǎng)絡，設置在所述的低頻段輻射陣面的下方且與其相連接；高頻段輻 射陣面，設置在所述的低頻段輻射陣面的下方，包含多個設置在金屬反射板下方的波導口 天線線陣；高頻段波導功率合成網(wǎng)絡，設置在所述的高頻段輻射陣面的下方且與其相連接。
[0007] 所述的金屬反射板的每個扇形區(qū)域的上方均設置有多個相互平行且彼此間隔一 定距離的微帶天線線陣；相鄰扇形區(qū)域內的多個微帶天線線陣呈軸對稱設置；每個所述的 微帶天線線陣包含若干串聯(lián)設置的微帶天線，作為低頻段輻射陣面的輻射單元；所述的微 帶天線在金屬反射板上呈泰勒分布，任意相鄰兩個微帶天線之間的中心距離為工作波 段的波長。
[0008] 所述的微帶天線包含：介質基板，其設置在所述的金屬反射板上；輻射貼片，其呈 矩形，通過刻蝕設置在所述的介質基板上，該輻射貼片上開設有多個與其短邊平行的縫隙， 且左右兩邊對稱設置多個開口方向相反的縫隙；自加載結構，其設置在所述的輻射貼片的 兩端，用于對微帶天線進行容性匹配。
[0009] 所述的介質基板的相對介電常數(shù)%為2~5之間；所述的介質基板的損耗角邊的 正切值Igd丨S'10、所述的介質基板的厚度h彡1mm。
[0010] 所述的低頻段輻射陣面還包含：多個阻抗匹配段，分別設置在各個微帶天線線陣 饋電一側的邊緣，并與該微帶天線線陣所包含的各個微帶天線相連接，即所述的微帶天線 線陣采用邊緣饋電結構；多個饋電同軸，設置在所述的金屬反射板的邊緣下方，每個饋電同 軸的一端分別與各個對應的阻抗匹配段相連接，通過該饋電同軸將各個微帶天線線陣在金 屬反射板的邊緣與所述的低頻段俯仰面波導功率合成網(wǎng)絡實現(xiàn)連接。
[0011] 所述的低頻段俯仰面波導功率合成網(wǎng)絡設置在金屬反射板的下端面上，被軸對稱 分為四個區(qū)，分別對應低頻段輻射陣面中的四個扇形區(qū)域。所述的低頻段俯仰面波導功率 合成網(wǎng)絡的每個區(qū)內包含多個沿金屬反射板邊緣設置的波導軸，相鄰區(qū)域內的多個波導軸 呈軸對稱設置。每個波導軸分別與對應的饋電同軸的另一端相連接，實現(xiàn)與對應的微帶天 線線陣相連接。
[0012] 所述的金屬反射板的每個扇形區(qū)域的下方均設置有多個相互平行且彼此間隔一 定距離的波導口天線線陣；相鄰扇形區(qū)域內的多個波導口天線線陣呈軸對稱設置；并且每 個扇形區(qū)域內的多個波導口天線線陣與低頻段輻射陣面的每個扇形區(qū)域內的多個微帶天 線線陣相對應；每個所述的波導口天線線陣包含若干串聯(lián)設置的波導口天線，以作為高頻 段輻射陣面的輻射單元；所述的波導口天線在金屬反射板下方呈泰勒分布，任意相鄰兩個 波導口天線之間的中心距離為^/&所述的波導口天線由低頻段輻射陣面的金屬反射板 $ 的下方穿過，并從微帶天線的介質基板上的通孔伸出，且位于各個微帶天線的兩側。
[0013] 所述的波導口天線包含：設置在該波導口天線內部的金屬塊，以作為短路塊；開 設在該波導口天線側面的傾斜縫，以實現(xiàn)側面饋電，通過調整該傾斜縫的傾斜角度以控制 每個波導口天線的幅度大小。
[0014] 所述的高頻段波導功率合成網(wǎng)絡被軸對稱分為四個區(qū)，分別對應高頻段輻射陣面 中的四個扇形區(qū)域；所述的高頻段波導功率合成網(wǎng)絡的每個區(qū)內包含三層波導結構，第一 層波導結構包含多個互相平行設置的第一波導，每個第一波導分別與對應的每個扇形區(qū)域 內的波導口天線線陣相連接，且在波導口天線線陣的末端采用90度彎折結構實現(xiàn)連接；每 個第一波導的側面開設有若干斜縫，且所開設的斜縫數(shù)量與該第一波導所對應連接的波導 口天線線陣所包含的波導口天線的數(shù)量相同；第二層波導結構包含多個互相平行設置的第 二波導，該第二波導垂直于所述的第一波導設置，每個第二波導的側面上開設有斜縫，其通 過斜縫分別與若干個第一波導相連接；第三層波導結構包含1個第三波導，該第三波導的 側面上開設有斜縫，其通過斜縫分別與每個第二波導相連接。
[0015] 本發(fā)明所述的單脈沖陣列天線還包含：低頻段和差網(wǎng)絡，其采用波導結構實現(xiàn)，由 4個波導T形接頭組成，與所述的低頻段俯仰面波導功率合成網(wǎng)絡連接；高頻段和差網(wǎng)絡， 其采用波導結構實現(xiàn)，由4個波導T形接頭組成，與所述的高頻段波導功率合成網(wǎng)絡的第三 層波導結構相連接。
[0016]綜上所述，本發(fā)明提供一種共口徑、結構巧妙的小型化雙頻段共面復合單脈沖陣 列天線，不但具有較低的副瓣，與單頻單脈沖天線相當?shù)妮椛湫?，而且通過一定的設計減 小了兩個頻段的耦合影響，降低了遠區(qū)副瓣。因此，本發(fā)明所提供的小型化雙頻段共面復合 的單脈沖陣列天線，兼具小型化及雙頻特性，布局巧妙，可以滿足在空間兩個頻段天線陣列 復合、兼容的需求，具有很強的實用性及應用前景。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明中的小型化雙頻段共面復合的單脈沖陣列天線的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明中的微帶天線的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明中的低頻段俯仰面波導功率合成網(wǎng)絡的結構示意圖； 圖4為本發(fā)明中的波導口天線的結構示意圖； 圖5為本發(fā)明中的波導口天線線陣的結構示意圖； 圖6為本發(fā)明中的高頻段波導功率合成網(wǎng)絡的其中一個區(qū)域的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合圖1~圖6,詳細說明本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
[0019] 本發(fā)明提供的小型化雙頻段共面復合的單脈沖陣列天線，包含：金屬反射板1;低 頻段輻射陣面，設置在所述的單脈沖陣列天線的最前端，如圖1所示，該低頻段輻射陣面包 含設置在所述的金屬反射板1上方的多個微帶天線線陣；低頻段俯仰面波導功率合成網(wǎng) 絡，設置在所述的低頻段輻射陣面的下方且與其相連接；高頻段輻射陣面，設置在所述的低 頻段輻射陣面的下方，包含多個設置在金屬反射板1下方的波導口