波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)，涉及雙頻段陣列天線的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜程度日益提高，在星載、機(jī)載、艦載、彈載等載機(jī)平臺(tái)中對(duì)雷達(dá)的功能要求越來(lái)越多，且由于這些載機(jī)平臺(tái)體積受限，對(duì)雷達(dá)的體積和重量要求也十分苛刻。因此，隨著電路集成度和處理機(jī)能力的提高，多功能孔徑綜合雷達(dá)的發(fā)展越來(lái)越迫切，在這種裝機(jī)環(huán)境下，單頻段雷達(dá)逐漸不能適應(yīng)載機(jī)平臺(tái)的要求，而是需要多種頻段的雷達(dá)以滿足不同的工作需要。如在大多數(shù)機(jī)載環(huán)境下需要雷達(dá)具有遠(yuǎn)程探測(cè)、中程監(jiān)視、火控、跟蹤識(shí)別、氣象探測(cè)、地面成像、敵我識(shí)別、導(dǎo)航以及電子支援等功能等。直升機(jī)裝機(jī)環(huán)境下，還需要雷達(dá)實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)程氣象探測(cè)和近程低空障礙物探測(cè)回避等功能以保障飛行安全。在雷達(dá)裝機(jī)平臺(tái)空間受限的情況下，為實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的多種功能而配備多種不同的天線顯得十分困難。若采用多頻段工作的共孔徑復(fù)合天線陣列天線，可有效提高雷達(dá)孔徑利用率，減少天線數(shù)量，降低天線重量，便于多功能雷達(dá)的實(shí)現(xiàn)以滿足載機(jī)平臺(tái)的應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明創(chuàng)造的目的
[0004]本發(fā)明的目的是在同一孔徑下將不同工作頻段下的雷達(dá)天線進(jìn)行共孔徑復(fù)合，且低頻段采用小型化微帶開(kāi)槽陣列實(shí)現(xiàn)寬帶性能，高頻段采用波導(dǎo)縫陣降低天線損耗，最終實(shí)現(xiàn)低頻段和高頻段兩個(gè)頻段的天線孔徑復(fù)用，提高天線陣面集成度，減小天線的體積和重量。
[0005]技術(shù)方案
[0006]波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列，包括高頻段波導(dǎo)縫隙陣列1、低頻段微帶天線輻射陣列2、高頻段波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)3以及低頻段微帶饋電結(jié)構(gòu)4。低頻段微帶天線輻射線陣2采用端射開(kāi)槽天線，用帶狀線實(shí)現(xiàn)方位功分；高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I采用波導(dǎo)寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導(dǎo)饋電，每條端射開(kāi)槽天線位于波導(dǎo)寬邊縫陣的兩根相鄰波導(dǎo)之間，端射開(kāi)槽天線高出波導(dǎo)寬邊縫陣的高度為:高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I的波長(zhǎng)的70% -80%。
[0007]發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)和用途
[0008]波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列由于采用波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列共孔徑復(fù)合設(shè)計(jì)技術(shù)，綜合考慮了低頻段天線與高頻段天線之間的遮擋、互耦、損耗和柵瓣等問(wèn)題，較大程度的實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)波段天線的共孔徑復(fù)合，可有效實(shí)現(xiàn)低頻段和高頻段兩個(gè)頻段的天線孔徑復(fù)用，減小天線的體積和重量。
[0009]本波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列可有效應(yīng)用于需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻段功能且體積重量受限的多功能雷達(dá)中。
[0010]附圖和【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列俯視圖；
[0012]圖2是雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列端視圖；
[0013]圖3是雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列側(cè)視剖面圖；
[0014]圖4低頻段天線輻射方向圖；橫軸表示低頻段天線輻射角度，縱軸表示天線增益。
[0015]圖5高頻段天線輻射方向圖，橫軸表示高頻段天線輻射角度，縱軸表示天線增益。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列包括高頻段波導(dǎo)縫隙陣列1、低頻段微帶天線輻射陣列2、高頻段波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)3以及低頻段微帶饋電結(jié)構(gòu)4。低頻段微帶天線輻射線陣2采用端射開(kāi)槽天線，用帶狀線實(shí)現(xiàn)方位功分；高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I采用波導(dǎo)寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導(dǎo)饋電，每條端射開(kāi)槽天線位于波導(dǎo)寬邊縫陣的兩根相鄰波導(dǎo)之間，端射開(kāi)槽天線高出波導(dǎo)寬邊縫陣的高度為:高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I的波長(zhǎng)的70% -80%。
[0018]波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列包括高頻段波導(dǎo)縫隙陣列
1、低頻段微帶天線輻射陣列2、高頻段波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)3以及低頻段微帶饋電結(jié)構(gòu)4。低頻段微帶天線輻射線陣2采用端射開(kāi)槽天線，用帶狀線實(shí)現(xiàn)方位功分；高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I采用波導(dǎo)寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導(dǎo)饋電。高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I由N根波導(dǎo)寬邊輻射線源5按照間距d依次排列構(gòu)成；低頻段微帶天線輻射陣列2由M條端射開(kāi)槽天線線源6按照間距D依次排列組成，每條端射開(kāi)槽天線線源6均位于相鄰的兩根波導(dǎo)寬邊輻射線源5之間。d和D的關(guān)系為:d = D/3 ;M與N的關(guān)系為:M = N/3+1。
[0019]每條端射開(kāi)槽天線線源6位于相鄰的兩根波導(dǎo)寬邊輻射線源5之間，端射開(kāi)槽天線線源6高出波導(dǎo)寬邊輻射陣面I的高度H為:高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I的波長(zhǎng)的70% -80%。
[0020]本發(fā)明的工作原理是:天線工作在發(fā)射狀態(tài)時(shí)，高頻段微波信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)功分器饋電給波導(dǎo)縫陣，按照設(shè)計(jì)的幅度分布進(jìn)行加權(quán)后向空間輻射出去，實(shí)現(xiàn)天線高頻段微波信號(hào)的發(fā)射；低頻段微波信號(hào)經(jīng)微帶功分器饋電給微帶陣列，按照設(shè)計(jì)的幅度分布進(jìn)行加權(quán)后向空間輻射出去，實(shí)現(xiàn)天線低頻段微波信號(hào)的發(fā)射，完成天線兩個(gè)頻段的微波信號(hào)接收；天線工作在接收狀態(tài)時(shí)，高頻段微波信號(hào)經(jīng)天線陣面接收后饋電給后一級(jí)波導(dǎo)功分器；波導(dǎo)功分器饋電給波導(dǎo)縫陣，低頻段微波信號(hào)經(jīng)天線陣面接收后饋電給后一級(jí)微帶功分器；完成天線兩個(gè)頻段的微波信號(hào)接收。將該發(fā)明的線陣，每條加上移相器或收發(fā)組件，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)源相控陣掃描或有源相控陣?yán)走_(dá)掃描。
[0021]具體實(shí)施例
[0022]圖1?圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，實(shí)施例中N = 45，M = 16，d為頻段波導(dǎo)縫隙陣列I的波長(zhǎng)的83%，H為高頻段波導(dǎo)縫隙陣列I的波長(zhǎng)的75%。
[0023]圖4?圖5給出波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列結(jié)構(gòu)的方向圖仿真結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列，包括高頻段波導(dǎo)縫隙陣列[I]、低頻段微帶天線輻射陣列[2]、高頻段波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)[3]以及低頻段微帶饋電結(jié)構(gòu)[4];低頻段微帶天線輻射線陣[2]采用端射開(kāi)槽天線，用帶狀線實(shí)現(xiàn)方位功分；高頻段波導(dǎo)縫隙陣列[I]采用波導(dǎo)寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導(dǎo)饋電，每條端射開(kāi)槽天線位于波導(dǎo)寬邊縫陣的兩根相鄰波導(dǎo)之間，端射開(kāi)槽天線高出波導(dǎo)寬邊縫陣的高度為:高頻段波導(dǎo)縫隙陣列[I]的波長(zhǎng)的70% -80%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)，涉及雙頻段陣列天線的設(shè)計(jì)。波導(dǎo)縫陣和微帶開(kāi)槽陣列雙頻段共孔徑復(fù)合天線陣列，包括高頻段波導(dǎo)縫隙陣列[1]、低頻段微帶天線輻射陣列[2]、高頻段波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)[3]以及低頻段微帶饋電結(jié)構(gòu)[4]；低頻段微帶天線輻射線陣[2]采用端射開(kāi)槽天線，用帶狀線實(shí)現(xiàn)方位功分；高頻段波導(dǎo)縫隙陣列[1]采用波導(dǎo)寬邊縫陣，方位向分區(qū)波導(dǎo)饋電，每條端射開(kāi)槽天線位于波導(dǎo)寬邊縫陣的兩根相鄰波導(dǎo)之間，端射開(kāi)槽天線高出波導(dǎo)寬邊縫陣的高度為：高頻段波導(dǎo)縫隙陣列[1]的波長(zhǎng)的70％-80％。本發(fā)明考慮了低頻段天線與高頻段天線之間的遮擋、互耦、損耗和柵瓣等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)波段天線的共孔徑復(fù)合，可有效實(shí)現(xiàn)低頻段和高頻段兩個(gè)頻段的天線孔徑復(fù)用。
【IPC分類】H01Q13/10, H01Q21/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105680183
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】尤立志, 王旭剛, 沈靜
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月20日