一种高增益低副瓣半高波导宽边裂缝天线及其设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有高增益低副瓣的半高波导宽边裂缝天线，该天线包括以下部分：屏蔽板、半高波导宽边偏置裂缝。本发明天线采用了波导裂缝的经典电磁理论与电磁仿真软件相结合的方法来设计。根据Elliot的理论给出理想状态下的辐射缝隙参数与线源口径分布的数学关系，利用电磁仿真软件对天线的裂缝参数进行了仿真，根据仿真数据拟合得到了辐射缝隙电导和裂缝位置长度等物理量的关系，由此计算出缝隙的各个参量，省去了实验调试的步骤。最后根据增益指标的要求对天线设计了屏蔽板。本发明阵列天线具有高增益、低副瓣、重量轻的特性，适用于船舶导航雷达、对海探测雷达等需要大威力、高分辨力雷达天线的场合。
【专利说明】一种高增益低副瓣半高波导宽边裂缝天线及其设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半高波导宽边裂缝天线，该天线由若干波导裂缝组成，具有高增 益、低副瓣的辐射特性和体积小重量轻的结构特性，因此广泛应用于对海船舶交通管理等 探测系统中。
【背景技术】
[0002] 波导裂缝天线阵结构紧凑、体积小、重量轻，被广泛应用于雷达及通讯领域，其中 波导宽边缝隙行波阵列天线因其易于实现低副瓣乃至超低副瓣性能而受到越来越多的工 程应用的重视。
[0003] 波导裂缝天线的基本原理是利用在波导宽壁或窄壁上开有的裂缝来切断波导壁 上的电流而产生辐射。波导裂缝的辐射强度和相位可以通过改变裂缝偏置或倾角来控制。 由多根开有裂缝的波导构成平板裂缝天线即可实现需要的二维口径分布。
[0004] 1948 年 Stevenson 发表了《Theroy of Slots in Retangular Waveguide》，建立 了矩形波导内的Green函数，并用这些函数分析了 TE1(I模入射时，单个纵向缝隙的散射。他 假定波导是空气填充的，缝长为A "2 (谐振长度），缝内的电场为完全横向且呈等相位半余 弦幅度分布，波导壁厚为无穷薄，缝所在的宽边嵌装在无穷大接地平面上。在这些条件下， Stevenson证明了单缝TE 1Q模的散射时对称的，因而单个缝可以表示为一个等效传输线的 并联单元。采用功率守恒法，Stevenson导出一个以单个纵向缝的偏置x为变量的归一化 谐振电导的计算公式：
【权利要求】
1. 一种高增益低副瓣半高波导宽边裂缝天线，包括屏蔽板、半高波导宽边偏置裂缝，其 特征在于： 1) 、采用波导宽边偏置缝，应用行波阵方式激励，提高了天线辐射效率； 2) 、采用半高波导，减小了系统的体积和重量； 3) 、波导裂缝线源的上下部分分别加入了屏蔽板，减小了波宽，提高了天线的增益。
2. -种高增益低副瓣半高波导宽边裂缝天线的设计方法，其特征在于：利用Elliot的 理论给出理想状态下的辐射缝隙参数与线源口径分布的数学关系，使用电磁仿真软件对天 线的裂缝参数进行了仿真，以仿真数据拟合得到了辐射缝隙电导和裂缝位置长度的关系， 并计算出缝隙的各个参量，提高设计精度，减少设计周期和成本。
【文档编号】H01Q13/12GK104409859SQ201410707115
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】石磊 申请人:中国船舶重工集团公司第七二四研究所