一种x波段相控阵波导天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种X波段相控阵波导天线，采用整体波导阵作为传输体，以代替传统的线源传输体与裂缝波导相结合的雷达天线。本实用新型由反射体、中间体、过渡体、变换体、耦合体和射频连接器依次连接而成的包含多个波导单体的集合体。有益的技术效果：本实用新型采用分层结构，平行分割为五层单层体，经真空钎焊一次成型，加工简单、省时省力、组装的精度高。本实用新型整体紧凑美观，具有体积小，精度好，增益高的特点。适合地面、航空等相控阵体制雷达天线结构设计。
【专利说明】
一种X波段相控阵波导天线
技术领域
[0001]本实用新型属于雷达天线技术领域，尤其涉及相控阵体制雷达领域，具体为一种X波段相控阵波导天线。
【背景技术】
[0002]天线是雷达及通信等电子设备领域中非常重要的设备，具有发射信号和接收信号的功能。现有的波导裂缝阵天线，是由一根根独立的裂缝波导通过螺钉固定等方式装配集成一体，然后与线源体连接，构成一个完整天线阵。同时具有外形庞大，结构复杂，装配精度要求高，电性能指标低的缺点，一般无法做到体积小，结构简单。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种X波段相控阵波导天线，采用整体化波导阵的方式，以代替传统的线源传输体与独立裂缝波导相结合的雷达天线。本实用新型的具体结构如下:一种X波段相控阵波导天线，为裂缝波导体组成的波导阵面天线。所述裂缝波导体包括依次首尾连接的反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4、耦合体5和射频连接器6构成。反射体I的背面与中间体2的正面构成第一级腔体，中间体2的背面与过渡体3的正面构成第二级腔体，过渡体3的背面、变换体4、耦合体5共同构成第三级腔体。在反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4上分别开有缝隙。在耦合体5的上安装有射频连接器6。反射体I外表面接收到的天线信号依次穿过反射体I上的缝隙、中间体2上的缝隙、过渡体3上的缝隙、变换体4上的缝隙后，自射频连接器6输出。
[0004]进一步说，所述反射体I为矩形板块结构，在反射体I的正面设有2n列并列排列的反射槽组11，其中，η取不小于4的整数。所述反射槽组11均由16个呈“I”字形竖直排列的反射槽12构成。在每个反射槽12底部的中心设有反射裂缝13: S卩，通过反射裂缝13导通反射槽12的正面与背面。
[0005]进一步说，所述中间体2为矩形板块结构。在中间体2的正面设有与反射槽组11相对应的2η个并列排列的波导腔凹槽21，通过隔板将每个波导腔凹槽21沿长度方向分隔为3个独立腔室，依次为:中间体上腔室、中间体中间腔室和中间体下腔室。其中，波导腔凹槽21的中间体上腔室与位于同列的反射槽组11上方的6个反射槽12的反射裂缝13相连通，中间体下腔室与位于同列反射槽组11下方的6个反射槽12的反射裂缝13相连通，中间体中间腔室与位于同列的反射槽组11中部的4个反射槽12的反射裂缝13相连通。
[0006]在每个波导腔凹槽21的中间体上腔室、中间体中间腔室和中间体下腔室内均设有I个中间体通道23，S卩，每个波导腔凹槽21均通过3个中间体通道23导通该波导腔凹槽21的正面与背面。
[0007]进一步说，所述过渡体3为矩形板块结构。在过渡体3的正面设有与波导腔凹槽21相对应的2η个并列排列的过渡体凹槽31，通过隔板将每个过渡体凹槽31沿长度方向分隔为过渡体上腔室和过渡体下腔室。其中，过渡体凹槽31的过渡体上腔室与位于同列的中间体上腔室的中间体通道23、以及中间体中间腔室的中间体通道23相连通，过渡体下腔室与位于同列的中间体下腔室的中间体通道23相连通。
[0008]在每个过渡体凹槽31的过渡体上腔室和过渡体下腔室内各设有I个过渡体通道33，S卩，每个过渡体凹槽31均通过2个过渡体通道33导通该过渡体凹槽31的正面与背面。
[0009]进一步说，所述变换体4为矩形块。在变换体4的正面设有与过渡体凹槽31相对应的2n个并列排列的变换体凹槽41。变换体凹槽41与位于同列的过渡体上腔室的过渡体通道33、过渡体下腔室的过渡体通道33相连通。
[0010]在每个变换体凹槽41内均设有I个变换体通道42。位于变换体4背面的变换体通道42的开口向外延伸形成凸台。
[0011]进一步说，所述耦合体5为长条状，在耦合体5的正面设有与变换体凹槽41相对应的2n个耦合体凹槽51，耦合体凹槽51与位于同列的变换体凹槽41的变换体通道42相连通。在耦合体凹槽51的底部设有射频输入端口，所述射频输入端口与射频连接器6相连接。
[0012]即由位于同一列的反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4、耦合体5首尾相互贴合，共同构成I个独立的波导腔。即，本波导天线具有2n个波导腔。
[0013]有益的技术效果
[0014]本实用新型采用由反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4、耦合体5共同形成波导作为传输体，以代替传统的线源传输体与裂缝波导相结合的雷达天线，把包含多个波导单体设计成一个整体，并取消线源结构为全波导结构。
[0015]由于取消掉了线源结构，极大地解决了原有结构的设计、组装复杂、定位精度差等技术难题。本实用新型的整体结构为空间多腔体结构，并根据波导信号传输路径的结构特点把阵面体分成反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4、耦合体5这5层相互独立的平行结构单体，解决了复杂的结构难以加工成型的问题，既能保证天线尺寸精度要求，又能保证天线高增益要求，并使精密加工得以容易实现。
[0016]采用本实用新型所提供的部件形貌与结构，使复杂的三维结构简化，结构件容易加工，尺寸精度也容易保证，对结构单体进行精加工后，并通过定位销精密定位把各单体固定组合成一体，然后就可以一次真空焊接成型。省去了过去对线源设计、加工、测量、装配、测试和固定等繁琐过程和波导装配的定位精度调整等过程，完全满足尺寸精度和天线高增益要求的同时，极大地降低了人工成本与工作强度。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的立体不意图。
[0018]图2是图1的爆炸示意图。
[0019]图3是图1的主视图。
[0020]图4是图3中A区域的放大示意图。
[0021]图5是图4的立体示意图。
[0022]图6是图3中BB剖视图。
[0023]图7是图2中反射体I的后视图。
[0024]图8是图2中中间体2的后视图。
[0025]图9是图2中过渡体3的后视图。
[0026]图10是图2中变换体4的后视图。
[0027]图11是图1的后视图。
【具体实施方式】
[0028]现结合附图详细说明本实用新型的结构特点。
[0029]参见图1，一种X波段相控阵波导天线，为裂缝波导体组成的波导阵面天线。所述裂缝波导体由依次首尾连接的反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4、耦合体5和射频连接器6构成。反射体I的背面与中间体2的正面构成第一级腔体，中间体2的背面与过渡体3的正面构成第二级腔体，过渡体3的背面、变换体4、耦合体5共同构成第三级腔体。在反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4上分别开有缝隙。在耦合体5的上安装有射频连接器6。反射体I外表面接收到的天线信号依次穿过反射体I上的缝隙、中间体2上的缝隙、过渡体3上的缝隙、变换体4上的缝隙后，自射频连接器6输出，如图2所示。
[0030]参见图3，所述反射体I为矩形板块结构，在反射体I的正面设有2"列并列排列的反射槽组11，其中，η取不小于4的整数。所述反射槽组11均由16个呈“I”字形竖直排列的反射槽12构成。在每个反射槽12底部的中心设有反射裂缝13: S卩，通过反射裂缝13导通反射槽12的正面与背面，如图7所示。
[0031]参见图8，所述中间体2为矩形板块结构。在中间体2的正面设有与反射槽组11相对应的2η个并列排列的波导腔凹槽21，通过隔板将每个波导腔凹槽21沿长度方向分隔为3个独立腔室，依次为:中间体上腔室、中间体中间腔室和中间体下腔室，参见图8。其中，波导腔凹槽21的中间体上腔室与位于同列的反射槽组11上方的6个反射槽12的反射裂缝13相连通，中间体下腔室与位于同列反射槽组11下方的6个反射槽12的反射裂缝13相连通，中间体中间腔室与位于同列的反射槽组11中部的4个反射槽12的反射裂缝13相连通。
[0032]在每个波导腔凹槽21的中间体上腔室、中间体中间腔室和中间体下腔室内均设有I个中间体通道23，S卩，每个波导腔凹槽21均通过3个中间体通道23导通该波导腔凹槽21的正面与背面，详见图6。
[0033]参见图9，所述过渡体3为矩形板块结构。参见图2，在过渡体3的正面设有与波导腔凹槽21相对应的2η个并列排列的过渡体凹槽31，通过隔板将每个过渡体凹槽31沿长度方向分隔为过渡体上腔室和过渡体下腔室。其中，过渡体凹槽31的过渡体上腔室与位于同列的中间体上腔室的中间体通道23、以及中间体中间腔室的中间体通道23相连通，过渡体下腔室与位于同列的中间体下腔室的中间体通道23相连通。在每个过渡体凹槽31的过渡体上腔室和过渡体下腔室内各设有I个过渡体通道33，S卩，每个过渡体凹槽31均通过2个过渡体通道33导通该过渡体凹槽31的正面与背面，详见图6。
[0034]参见图10，所述变换体4为矩形块。参见图2，在变换体4的正面设有与过渡体凹槽31相对应的2n个并列排列的变换体凹槽41。变换体凹槽41与位于同列的过渡体上腔室的过渡体通道33、过渡体下腔室的过渡体通道33相连通。
[0035]在每个变换体凹槽41内均设有I个变换体通道42。位于变换体4背面的变换体通道42的开口向外延伸形成凸台详见图6。
[0036]参见图11，所述耦合体5为长条状，参见图2，在耦合体5的正面设有与变换体凹槽41相对应的2n个耦合体凹槽51，耦合体凹槽51与位于同列的变换体凹槽41的变换体通道42相连通。在耦合体凹槽51的底部设有射频输入端口，所述射频输入端口与射频连接器6相连接，详见图11。
[0037]即由位于同一列的反射体1、中间体2、过渡体3、变换体4、耦合体5首尾相互贴合，共同构成I个独立的波导腔，详见图6。换言之，本波导天线具有2n个波导腔。
[0038]参见图2，在反射体I的四角设有定位销7，通过定位销7定位且固定反射体I与中间体2的连接。优选的方式是采用定位销7对相邻的部件进行精确定位。
[0039]进一步说，射频连接器6为SMA连接器。
[0040]参见图3，在反射体I的正面开有多边形槽8。多边形槽8用以减轻反射体I的重量。[0041 ]参见图4和5，反射槽12为向内凹陷的十字形。
[0042]参见图3，反射缝隙13均为竖直的长孔。
【主权项】
1.一种X波段相控阵波导天线，其特征在于:为裂缝波导体组成的波导阵面天线； 所述裂缝波导体包括依次首尾连接的反射体(I)、中间体(2)、过渡体(3)、变换体(4)、耦合体(5)和射频连接器(6)构成； 反射体(I)的背面与中间体(2)的正面构成第一级腔体，中间体(2)的背面与过渡体(3)的正面构成第二级腔体，过渡体(3)的背面、变换体(4)、耦合体(5)共同构成第三级腔体； 在反射体(I)、中间体(2)、过渡体(3)、变换体(4)上分别开有缝隙； 在耦合体(5)的上安装有射频连接器(6); 反射体(I)外表面接收到的天线信号依次穿过反射体(I)上的缝隙、中间体(2)上的缝隙、过渡体(3)上的缝隙、变换体(4)上的缝隙后，自射频连接器(6)输出。2.根据权利要求1所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于: 所述反射体(I)为矩形板块结构，在反射体(I)的正面设有2"列并列排列的反射槽组(11)，其中，η取不小于4的整数;所述反射槽组(11)均由16个呈“I”字形竖直排列的反射槽(12)构成;在每个反射槽(12)底部的中心设有反射裂缝(13):S卩，通过反射裂缝(13)导通反射槽(12)的正面与背面。3.根据权利要求2所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于: 所述中间体(2)为矩形板块结构;在中间体(2)的正面设有与反射槽组(11)相对应的2η个并列排列的波导腔凹槽(21)，通过隔板将每个波导腔凹槽(21)沿长度方向分隔为3个独立腔室，依次为:中间体上腔室、中间体中间腔室和中间体下腔室;其中，波导腔凹槽(21)的中间体上腔室与位于同列的反射槽组(11)上方的6个反射槽(12)的反射裂缝(13)相连通，中间体下腔室与位于同列反射槽组(11)下方的6个反射槽(12)的反射裂缝(13)相连通，中间体中间腔室与位于同列的反射槽组(11)中部的4个反射槽(12)的反射裂缝(13)相连通；在每个波导腔凹槽(21)的中间体上腔室、中间体中间腔室和中间体下腔室内均设有I个中间体通道(23)，S卩，每个波导腔凹槽(21)均通过3个中间体通道(23)导通该波导腔凹槽(21)的正面与背面。4.根据权利要求3所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于: 所述过渡体(3)为矩形板块结构;在过渡体(3)的正面设有与波导腔凹槽(21)相对应的2n个并列排列的过渡体凹槽(31)，通过隔板将每个过渡体凹槽(31)沿长度方向分隔为过渡体上腔室和过渡体下腔室;其中，过渡体凹槽(31)的过渡体上腔室与位于同列的中间体上腔室的中间体通道(23)、以及中间体中间腔室的中间体通道(23)相连通，过渡体下腔室与位于同列的中间体下腔室的中间体通道(23)相连通； 在每个过渡体凹槽(31)的过渡体上腔室和过渡体下腔室内各设有I个过渡体通道(33)，S卩，每个过渡体凹槽(31)均通过2个过渡体通道(33)导通该过渡体凹槽(31)的正面与背面。5.根据权利要求4所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于: 所述变换体(4)为矩形块;在变换体(4)的正面设有与过渡体凹槽(31)相对应的2n个并列排列的变换体凹槽(41);变换体凹槽(41)与位于同列的过渡体上腔室的过渡体通道(33)、过渡体下腔室的过渡体通道(33)相连通； 在每个变换体凹槽(41)内均设有I个变换体通道(42);位于变换体(4)背面的变换体通道(42)的开口向外延伸形成凸台。6.根据权利要求5所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于: 所述耦合体(5)为长条状，在耦合体(5)的正面设有与变换体凹槽(41)相对应的2n个耦合体凹槽(51 )，耦合体凹槽(51)与位于同列的变换体凹槽(41)的变换体通道(42)相连通；在耦合体凹槽(51)的底部设有射频输入端口，所述射频输入端口与射频连接器(6)相连接； 即由位于同一列的反射体(I)、中间体(2)、过渡体(3)、变换体(4)、耦合体(5)首尾相互贴合，共同构成I个独立的波导腔;即，本波导天线具有2n个波导腔。7.如权利要求1所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于:在反射体(I)的四角设有定位销(7)，通过定位销(7)定位反射体(I)与中间体(2)的贴合。8.如权利要求1所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于:射频连接器(6)为SMA连接器。9.如权利要求1所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于:在反射体(I)的正面开有多边形槽(8)，多边形槽(8)用以减轻重量。10.如权利要求2所述的一种X波段相控阵波导天线，其特征在于:反射槽(12)为向内凹陷的十字花形。
【文档编号】H01Q13/06GK205543248SQ201521008608
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年11月30日
【发明人】刘鲁军, 王甜, 汤咏, 张鹏, 蒋仲瑜
【申请人】安徽四创电子股份有限公司