本实用新型涉及天线领域，特别涉及低副瓣波导缝隙阵列天线。
背景技术：
随着对雷达抗干扰要求的提高与现代电子工业的发展，要求天线应具有低副瓣或极低副瓣的性能，用于减小周围环境对接收信号的干扰。近年来，高灵敏度、宽频带和低剖面、低副瓣的高性能阵列天线由于具有多频段、低成本的特点，在雷达、通信、遥感遥测、空间技术等领域得到了广泛的应用。
目前常用的阵列天线形式主要有微带阵列天线和波导缝隙阵列天线。
微带阵列天线具有剖面低、成本低、重量轻和易加工等特性，但是当频率升高或天线阵列规模变大时，微带阵列天线导体损耗和介质损耗导致其插损增大，因而无法同时实现高频率、高效率和高增益。
波导缝隙阵列天线是通过在波导管的导体壁上切开一条或数条缝隙，切断内壁上的电流线，在缝隙处波导内壁表面电流的一部分会绕过缝隙，而另一部分沿原方向以位移电流的形式流过缝隙，缝隙口处的电力线产生辐射的。波导缝隙阵列天线具有导体损耗低、高效率和性能稳定等特性。
传统的波导缝隙阵列天线包括馈电层和辐射层，馈电层一般由矩形波导组成，由于矩形波导结构的体积大，缺乏设计的灵活性，在考虑天线孔径的振幅和相位分布的情况下，难以设计合适的功率加权波导馈电网络，并且当所需的功率比过大时，其相位差异太大，矩形波导无法实现。
因此，有必要提供一种低副瓣、高增益、高频率、窄波束、低剖面、易加工、装配简单的低副瓣波导缝隙阵列天线。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种低副瓣波导缝隙阵列天线，能够降低副瓣的同时获得较窄的波束宽度。
本实用新型公开了一种低副瓣波导缝隙阵列天线，包括馈电层和辐射层，馈电层位于辐射层下方；
馈电层包括多个H型单脊波导功分单元，H型单脊波导功分单元包括多个H面单脊波导功分器，H面单脊波导功分器用于将来自标准波导口的单路TE10模转化为多路TE10模信号；
多路TE10模信号之间的功率不同，相位相同；多路TE10模信号之间的功率的比例由不等分分布决定。
在一个优选例中，H面单脊波导功分器是T型单脊波导功分器。
在一个优选例中，馈电层包括馈电网络，馈电网络包括多个H型单脊波导功分单元，H型单脊波导功分单元包括3个T型单脊波导功分器。
在一个优选例中，不等分分布包括泰勒分布，切比雪夫分布或二项式分布。
在一个优选例中，辐射层包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元；第一辐射单元包括第一金属平板和设置在第一金属平板上的第一辐射阵列，第一辐射阵列包括间隔设置的多个辐射腔。
在一个优选例中，第二辐射单元包括第二金属平板和设置在第二金属平板上的第二辐射阵列，第二辐射阵列包括多个间隔设置的第一辐射组，第一辐射组与辐射腔一一对应连通，第一辐射组包括多个第一辐射孔，第二金属平板的下表面设置有多个第二矩形凹腔，第二矩形凹腔位于两行第一辐射孔中间，通过微调第二矩形凹腔的位置来微调两行第一辐射孔的能量比例。
在一个优选例中，第三辐射单元包括第三金属平板和设置在第三金属平板上的第三辐射阵列，第三辐射阵列包括多个间隔设置的第二辐射组，第二辐射组与第一辐射组一一对应连通。
在一个优选例中，T型单脊波导功分器包括三段T型间断放置的金属脊和矩形底板，矩形底板分别与金属脊连接，并且矩形底板与金属脊之间设置有方形波导空腔,通过调节金属脊与T型交汇处之间的距离来调节功率分配比例，矩形底板与金属脊均用于阻抗匹配。
在一个优选例中，馈电层包含2n2个输出端口和一个输入端口，2n2个输出端口由中间向两端呈现能量渐削的泰勒分布，馈电层分为两个n2个输出端口的馈电网络，两个馈电网络由一个大的等幅同相的T型结单脊波导功分器连接，关于T型结单脊波导功分器对称，并且能量分布完全相同；
馈电网络包含个H型单脊波导功分网络，个H型单脊波导功分网络均匀分布形成行列的第1级馈电网络阵列，将第1级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第1级H型单脊波导功分网络单元，每个第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；
4个H型单脊波导功分网络输入端的H型单脊波导功分网络构成行列的第2级馈电网络阵列，将第2级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第2级H型单脊波导功分网络单元，第2级馈电网络阵列包括个第2级H型单脊波导功分网络单元，每个第2级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；
以此类推，直至仅包括4个H型单脊波导功分网络的第k-1级H型单脊波导功分网络单元构成第k-1级馈电网络阵列，第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端也通过一个第k级H型单脊波导功分网络单元连接，第k级H型单脊波导功分网络单元的输入口通过一个等幅同相的T型结单脊波导功分与另外一个完全相同的n2个输出端口馈电网络的第k级H型单脊波导功分网络单元的输入口连接。
在一个优选例中，第1级馈电网络中的每个H型单脊波导功分网络的四个输出端分别设置有单脊波导-矩形波导转换器，单脊波导-矩形波导转换器与第一辐射单元一一对应连接；
单脊波导-矩形波导转换器包括第一E面台阶、第一E面台阶、H面台阶、矩形波导输出口、单脊波导输入口和矩形空腔；
矩形空腔的左侧设置有第一E面台阶与第二E面台阶，第一E面台阶的高度低于矩形空腔的高度，第一E面台阶与矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接；
第二E面台阶位于第一E面台阶上方，第二E面台阶的下表面和第一E面台阶的上表面贴合连接，第二E面台阶宽度小于第一E面台阶的宽度，第二E面台阶与矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接；
矩形空腔的右侧设置有H面台阶，H面台阶与矩形空腔的右侧壁和后侧壁连接，H面台阶的高度与矩形空腔的高度相等；
单脊波导-矩形波导转换器的上表面设置有与矩形空腔相通的矩形波导输出口；
单脊波导-矩形波导转换器的前侧面上设置有单脊波导输入口，单脊波导输入口与矩形空腔连通，单脊波导输入口的高度与矩形空腔的高度相等，单脊波导输入口的底面与矩形空腔的底面位于同一平面上；
单脊波导输入口处设置有延伸到矩形空腔底面上的脊阶梯，脊阶梯包括依次连接的第一脊台阶和第二脊台阶，第一脊台阶的高度大于第二脊台阶的高度，第一脊台阶的高度小于矩形空腔的高度；
所述单脊波导-矩形波导转换器用于进行阻抗匹配，降低由于矩形波导结构和单脊波导结构的不连续性导致的回波损耗，从而使该结构具有良好的宽带传输特性。
本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述实用新型内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。
本实用新型实施方式与现有技术相比，至少具有以下区别和效果：
本实用新型提供了一种低副瓣、窄波束、低剖面、易加工、装配简单的低副瓣波导缝隙阵列天线。本实用新型在单脊波导并联馈电网络上采用泰勒分布以得到较低的副瓣和较窄的波束宽度，单脊波导并联馈电网络结构紧凑，能够降低截止频率，扩宽主模带宽，其中单脊波导结构可以在减小波导结构体积与天线剖面的基础上，简单且灵活的设计功分结构以得到较大的功率比，通过精确的功率比可以得到特定的副瓣。
进一步地，本实用新型利用H面单脊矩形波导功分器把从标准波导口馈入的单路TE10模，转化为多路功率不同、相位相同的TE10模信号，其功率比例由泰勒综合分布决定，能够降低副瓣的同时获得较窄的波束宽度。并且在给定频率下H面单脊矩形波导T型结可以消减宽边尺寸，可以实现小型化、低剖面，且很容易实现相位相同的情况下所需要的大比例功率比。
进一步地，第一辐射单元、第二辐射单元分层设置，可以防止信号泄露，降低加工要求和装配要求，容易实现更好的精度，有利于实现低剖面，小型化的设计而且此种加工方式易于安装又轻便。
可以理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施方式和例子)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的局部剖视图；
图2为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的辐射层的结构图；
图3为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的第一辐射单元的结构图；
图4为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的第一辐射单元的的辐射腔的结构图；
图5为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的第二辐射单元的结构图；
图6为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的第三辐射单元的结构图；
图7为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的馈电层的结构图；
图8为本实用新型的第一T型单脊波导功分器的示例性详细视图；
图9为本实用新型的第二T型单脊波导功分器的示例性详细视图；
图10为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的单脊波导-矩形波导转换器的结构图。
附图标记说明：
第一金属平板上表面1
辐射腔2
辐射腔2的前侧壁的中部3和后侧壁的中部4
辐射腔2的左侧壁的中部5和右侧壁的中部6
输入端口7
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
本申请第一实施方式涉及一种低副瓣波导缝隙阵列天线，图1为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的局部剖视图,包括馈电层和辐射层，所述馈电层位于所述辐射层下方；
所述馈电层包括多个H型单脊波导功分单元，所述H型单脊波导功分单元包括多个H面单脊波导功分器，所述H面单脊波导功分器用于将来自标准波导口的单路TE10模转化为多路TE10模信号；可选地，所述H面单脊波导功分器是T型单脊波导功分器。
所述多路TE10模信号之间的功率不同，相位相同；所述多路TE10模信号之间的功率的比例由不等分分布决定。可选地，所述不等分分布包括泰勒分布，切比雪夫分布或二项式分布。
在一个实施例中，馈电层的结构如图7所示,包含2n2个输出端口和一个输入端口，所述2n2个输出端口由中间向两端呈现能量渐削的泰勒分布，所述馈电层分为两个n2个输出端口的馈电网络，两个所述馈电网络由一个大的等幅同相的T型结单脊波导功分器连接，关于所述T型结单脊波导功分器对称，并且能量分布完全相同；
所述馈电网络包含个H型单脊波导功分网络，所述个H型单脊波导功分网络均匀分布形成行列的第1级馈电网络阵列，将所述第1级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第1级H型单脊波导功分网络单元，每个所述第1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；
所述4个H型单脊波导功分网络输入端的H型单脊波导功分网络构成行列的第2级馈电网络阵列，将所述第2级馈电网络阵列中2行×2列的H型单脊波导功分网络作为第2级H型单脊波导功分网络单元，所述第2级馈电网络阵列包括个第2级H型单脊波导功分网络单元，每个所述第2级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端通过一个H型单脊波导功分网络连接；
以此类推，直至仅包括4个H型单脊波导功分网络的第k-1级H型单脊波导功分网络单元构成第k-1级馈电网络阵列，所述第k-1级H型单脊波导功分网络单元中的4个H型单脊波导功分网络的输入端也通过一个第k级H型单脊波导功分网络单元连接，所述第k级H型单脊波导功分网络单元的输入口通过一个等幅同相的T型结单脊波导功分与另外一个完全相同的n2个输出端口馈电网络的所述第k级H型单脊波导功分网络单元的输入口连接。
在一个实施例中，所述第1级馈电网络中的每个H型单脊波导功分网络的四个输出端分别设置有单脊波导-矩形波导转换器，所述单脊波导-矩形波导转换器与所述第一辐射单元一一对应连接；
图10为本实用新型的低副瓣波导缝隙阵列天线的单脊波导-矩形波导转换器的结构图。单脊波导-矩形波导转换器包括矩形金属块，矩形金属块内设置有矩形空腔，矩形空腔的左侧设置有第一E面台阶与第二E面台阶，第一E面台阶的高度低于矩形空腔的高度，第一E面台阶与矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接，第二E面台阶位于第一E面台阶上，第二E面台阶的下表面和第一E面台阶的上表面贴合连接，第二E面台阶宽度小于所述第一E面台阶的宽度，第二E面台阶与矩形空腔的前侧壁、后侧壁和左侧壁连接。
矩形空腔的右侧设置有H面台阶，H面台阶与矩形空腔的右侧壁和后侧壁连接，H面台阶的高度与矩形空腔的高度相等，矩形金属块的上表面设置有与矩形空腔相通的矩形波导输出口。
矩形金属块的前侧面上设置有单脊波导输入口，单脊波导输入口与矩形空腔连通，单脊波导输入口的高度与矩形空腔的高度相等，单脊波导输入口的底面与矩形空腔的底面位于同一平面上，单脊波导输入口的底面设置有延伸到矩形空腔底面上的脊阶梯，脊阶梯包括依次连接的第一脊台阶和第二脊台阶，第一脊台阶的高度大于第二脊台阶的高度，第一脊台阶的高度小于矩形空腔的高度。该结构中，单脊波导-矩形波导转换器在单脊波导与矩形波导相接处设置有第一脊阶梯，在矩形波导H面弯角处设置有与矩形波导等高的H面台阶，在矩形波导E面弯角处设置有第一E面台阶和第二E面台阶，第二脊阶梯、第一E面台阶、第二E面台阶与H面台阶用于阻抗匹配，降低因结构的不连续性带来的回波损耗，使该结构具有良好的宽带传输特性。矩形波导结构(无脊)和单脊波导结构在波传播时对应的阻抗是不同的，该单脊波导-矩形波导转换器有效地降低了由于阻抗的不匹配造成的回波损耗。
在一个实施例中，H型单脊波导功分网络单元包含一个输入口和四个输出口，包含3个不等幅同相的T型结单脊波导功分，每一个H型单脊波导功分网络单元中的3个不等幅同相的T型结单脊波导功分的幅度比例都是不同的，由泰勒分布的数值计算得到的比例决定；
H型单脊波导功分网络单元包含两种结构不同的T型结单脊波导功分，图8为本实用新型的第一T型单脊波导功分器的示例性详细视图，图9为本实用新型的第二T型单脊波导功分器的示例性详细视图。
第一T型单脊波导功分器是在T型交叉放置的3段单脊波导的连接处替换为一个方形波导空腔，在方形波导空腔底部设置一矩形底板，矩形底板分别与三段单脊波导中的脊相接，所述矩形底板的高度小于第三矩形凹腔的高度的一半，通过调节金属脊伸到T字形交汇内部的距离调节功率分配比例，所有的H型单脊波导功分网络单元内金属脊的位置都是不同的，矩形底板与金属脊均用于阻抗匹配；
第二T型结单脊波导功分器与第一T型结单脊波导功分器结构类似，区别就是第二T型结单脊波导功分的一个输出的单脊波导整体偏移一定的距离，这个距离由两个输出端口的相位差决定。
在一个实施例中，辐射层包括从下至上层叠的第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元；图1为本实用新型的波导缝隙阵列天线的局部剖视图；图2为本实用新型的波导缝隙阵列天线的辐射层的结构图；图3为本实用新型的波导缝隙阵列天线的第一辐射单元的结构图；图5为本实用新型的波导缝隙阵列天线的第二辐射单元的结构图；图6为本实用新型的波导缝隙阵列天线的第三辐射单元的结构图。
第一辐射单元包括第一金属平板和设置在第一金属平板上的第一辐射阵列，第一辐射阵列包括间隔设置的2n2个辐射腔，n＝2k，k为大于等于2的正整数。辐射腔2为设置在第一金属平板上表面1的第一矩形凹腔，2n2个辐射腔2按照n行×2n列的方式分布在第一金属平板1上，辐射腔2的前侧壁的中部3和后侧壁的中部4各设置有第一匹配板，辐射腔2的左侧壁的中部5和右侧壁的中部6各设置有第二匹配板，将辐射腔2的前侧壁方向作为长度方向，辐射腔2的左侧壁方向作为宽度方向，第一匹配板与第二匹配板的高度等于辐射腔2的高度，第一匹配板的上端面和第二匹配板的上端面与第一金属平板的上端面位于同一平面上，第一匹配板的长度不超过辐射腔2长度的五分之一，第一匹配板的宽度不超过辐射腔2宽度的五分之一，第二匹配板的长度不超过辐射腔2长度的五分之一，第二匹配板的宽度不超过辐射腔2宽度的三分之一，每个辐射腔2的底端设置有延伸到第一金属平板下表面的输入端口7，输入端口7为矩形口，输入端口7的前侧壁平行于辐射腔2的前侧壁，输入端口7的左侧壁平行于辐射腔2的左侧壁，输入端口7的中心与辐射腔2的中心重叠，输入端口7的长度小于两个第二匹配板之间的距离，输入端口7的宽度小于两个第一匹配板之间的距离。
第二辐射单元包括第二金属平板和设置在第二金属平板上的第二辐射阵列，第二辐射阵列包括2n2个间隔设置的第一辐射组，2n2个第一辐射组按照n行×2n列的方式排布在第二金属平板上，2n2个第一辐射组与2n2个辐射腔一一对应连通，第一辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第一辐射孔，第一辐射孔为从第二金属平板的上表面延伸到第二金属平板的下表面的矩形孔，每个第一辐射组中的四个第一辐射孔位于与其对应连通的辐射腔的正上方。其中，位于第1行的两个第一辐射孔的前侧壁与辐射腔的前侧壁齐平，位于第2行的两个第一辐射孔的后侧壁与辐射腔的后侧壁齐平，位于第1列的两个第一辐射孔的左侧壁与辐射腔的左侧壁齐平，位于第2列的两个第一辐射孔的右侧壁与辐射腔的右侧壁齐平；第二金属平板的下表面设置有2n2个第二矩形凹腔，所述第二矩形凹腔的高度小于第一辐射孔的高度，第二矩形凹腔的宽度小于两行第一辐射孔之间的距离，所述第二矩形凹腔位于两行第一辐射孔中间，通过微调第二矩形凹腔的位置来微调两行第一辐射孔的能量比例。
第三辐射单元包括第三金属平板和设置在第三金属平板上的第三辐射阵列，第三辐射阵列包括2n2个间隔设置的第二辐射组，2n2个第二辐射组按照n行×2n列的方式排布在第三金属平板上，2n2个第二辐射组与2n2个第一辐射组一一对应连通，第二辐射组包括按照2行×2列间隔排布的四个第二辐射孔，第二辐射孔为从第三金属平板的上表面延伸到第三金属平板的下表面的矩形孔，第二辐射孔的长度等于第一辐射孔，第二辐射孔的宽度大于第一辐射孔，第二辐射组中四个第二辐射孔与其连通的第一辐射组中的四个第一辐射孔一一对应中心完全重叠。
需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。
在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。