本实用新型涉及微波技术领域，尤其涉及一种应用于车载、机载、舰载、弹载、气象、航管、港管雷达系统等多方面的垂直缝隙波导天线。
背景技术：
波导缝隙天线是随着雷达系统发展而诞生的产物，最早出现在二战时期的地面防空雷达，随着加工工艺的不断改进，科技的不断进步，新型天线层出不穷，运用范围也更加广泛，从国防领域拓展到民用领域，军事方面包括各类预警雷达、制导雷达、探测雷达等，民用方面有气象雷达、航管雷达、海事雷达等。
波导缝隙天线的基本模型是在矩形金属波导的侧壁上切割一个或多个缝隙，其辐射机理是通过缝隙将波导当中传播的电磁能泄漏出去，从而产生有效的辐射。因此这种天线具有结构紧凑，机械性能好，辐射效率高，功率容量大等特点。
文献“宽带单脊波导缝隙天线阵设计”(发表期刊：中国电子科学研究院学报；发表日期：2007年；作者：金剑，汪伟，万笑梅)提出了一种单脊波导宽边缝隙天线阵，该天线以单脊波导作为载体，在其宽边上切割了16个等尺寸水平直缝，缝隙间距为λg/2，并将其划分为4个子阵，后面通过一个1：4波导功分器进行激励。该天线在8.8～9.9GHz范围内，VSWR<1.5，在频带内最大旁瓣电平-12.0dB。该天线采用单脊波导的方式降低了标准波导的剖面高度，但并未减小其横向尺寸，且旁瓣过高，无法满足实际雷达使用的要求。
文献“波导窄边缝隙天线的研究和设计”(发表期刊：雷达科学与技术；发表日期：2013年；作者：韦春海，李刚)展示了一种在波导窄边进行开缝的天线阵，该天线在窄边切割倾斜缝隙，通过控制各缝隙的倾角和切割深度来实现天线适当的口径分布，文中取了35dB的泰勒加权。最终文中结果显示达到了-32dB以下的旁瓣。文中仅给出仿真结果，并未告知天线的具体结构，也没有说明天线的馈电方式，但可以肯定的是斜缝切割会引入较大的交叉极化分量，太高的交叉极化会限制天线的使用范围。
文献“宽频带膜片激励波导窄边非倾斜缝隙阵天线”(表期刊：微波学报；发表日期：2005年；作者：汪伟，金剑，钟顺时)提出了一种非倾斜缝的新型激励方式，将一对梯形金属膜片放置于缝隙两侧，膜片紧贴于波导的宽边和上部窄边上，构造了一种窄边非倾斜缝隙的波导漏波天线阵。并通过一个1：4的波导功分器进行馈电，最后实现了-39dB以下的交叉极化电平，但由于天线是均匀分布，所以旁瓣只有-12dB。
总之，以上介绍的波导缝隙天线要么体积较大、交叉极化较高，要么结构复杂、加工成本高，所以目前还没有在缩小体积的同时满足低交叉极化和低旁瓣要求的波导缝隙天线。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种尺寸小，加工简单，并且具有低交叉极化、低旁瓣的垂直缝隙波导天线。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种垂直缝隙波导天线，包括相互连接的缝隙漏波波导及波导同轴转换器，所述缝隙漏波波导包括波导管、设置在波导管窄边上的若干深度不一的垂直缝隙，所述波导管内设置有若干长度不同的金属台，金属台分别位于垂直缝隙的两侧。
作为上述方案的进一步改进，所述垂直缝隙将波导管分隔为不同区间，同一区间内的金属台设置在前后同侧，所述垂直缝隙两侧的金属台分设在前后两侧。
作为上述方案的进一步改进，每个区间的长度距离相等，金属台的侧面与垂直缝隙的侧面位于同一垂直面。
作为上述方案的进一步改进，所述垂直缝隙的宽度均相同，垂直缝隙的深度均不相同，垂直缝隙的深度位于0.1-0.2λ0之间。
作为上述方案的进一步改进，所述金属台为梯形金属台，所述梯形金属台的下底边紧贴所述波导管的内壁，所述梯形金属台的下底边小于0.4λ0，上底边小于0.3λ0。
作为上述方案的进一步改进，所述梯形金属台的宽度和腰高均相同。
作为上述方案的进一步改进，所述波导同轴转换器包括一端封闭，一端开口的压缩波导腔体，压缩波导腔体的封闭端固定有SMA接头，开口端与波导管连接。
作为上述方案的进一步改进，所述波导管的一端设置有若干第一安装台，所述压缩波导腔体的开口端设置有与第一安装台配合的第二安装台。
作为上述方案的进一步改进，所述压缩波导腔体内设置有弯折铜芯，所述弯折铜芯的一端与SMA接头连接，另一端与压缩波导腔体内壁连接。
作为上述方案的进一步改进，所述波导管包括波导金属腔和上盖，所述金属台与上盖连接。
本实用新型的有益效果：
本实用新型一种垂直缝隙波导天线，在波导管上开设有若干垂直缝隙，垂直缝隙旁设置有金属台，波导同轴转换器将馈线的能量引入缝隙漏波波导当中，利用波导同轴转换器激励起波导的电磁场，并使其在波导管内传播，在传播的过程中，电磁场被金属台扭曲，使电磁能可以有效的通过金属间的缝隙泄漏出去，实现了天线的低旁瓣特性，低交叉极化特性，低损耗以及小尺寸特点；这种紧凑的结构可以置于多种载体之上，适用于多种场合，尤其适用于大型相控阵雷达系统，此外这种组合式结构更利于天线的调试及维护。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图：
图1为本实用新型较佳实施例结构示意图；
图2为本实用新型较佳实施例波导同轴转换器的分解示意图；
图3为本实用新型较佳实施例波导管的半剖示意图；
图4为本实用新型较佳实施例金属台的结构示意图；
图5为本实用新型较佳实施例波导窄边开缝天线阵的反射系数图；
图6为本实用新型较佳实施例波导窄边开缝天线阵的辐射方向图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
参照图1至图4，一种垂直缝隙波导天线，包括相互连接的缝隙漏波波导1及波导同轴转换器2，所述缝隙漏波波导1包括波导管101、设置在波导管101窄边上的若干深度不一的垂直缝隙102，所述波导管101内设置有若干长度不同的金属台103，金属台103分别位于垂直缝隙102的两侧，金属台103的侧面与垂直缝隙102的侧面位于同一垂直面。
所述波导同轴转换器2包括一端封闭，一端开口的压缩波导腔体201，压缩波导腔体201的封闭端固定有SMA接头202，开口端与波导管101连接。所述压缩波导腔体201内设置有弯折铜芯204，所述弯折铜芯204的一端与SMA接头202连接，另一端与压缩波导腔体201内壁连接，电磁波通过SMA接头202传输至弯折铜芯204，弯折铜芯204将电磁波传递给压缩波导腔体201内壁，以一定模式在波导管101内进行传播。
一般的波导缝隙天线阵或为均匀分布阵，例如背景技术当中第一个文献和第三个文献中提及的天线阵，旁瓣电平较高，不具普遍实用性，或为窄边倾斜缝，例如背景技术当中第二个文献提及的天线阵，交叉极化电平较高，限制其使用范围。而且相当一部分采用波导功分器的形式进行并联馈电，这使得波导后方还需放置体积较大的一块功分器，不仅损耗能量，还极大增加了天线的整体尺寸。
本天线首先通过波导同轴转换器2将馈线的能量引入缝隙漏波波导1当中，利用弯折铜芯204激励起缝隙漏波波导1导的TE10模式电磁场，并使其在波导管101内传播，在传播的过程中，电磁场被金属台103扭曲，使电磁能可以有效的通过金属台103之间的垂直缝隙102泄漏出去。
电磁波在传播的过程中经金属台103扰动，会有部分电磁能通过波导管101上的垂直缝隙102泄漏出去，本装置中按照一定的泰勒分布进行垂直缝隙102及金属台103的设计，每个垂直缝隙102辐射出去的电磁能有规律分布，因此达到了低旁瓣辐射的效果。此外因为波导管101上切割的是直缝，引入的交叉极化分量很小，所以本装置中的天线交叉极化电平也很低。
所述波导管101的一端设置有若干第一安装台104，所述压缩波导腔体201的开口端设置有与第一安装台104配合的第二安装台203，波导管101与压缩波导腔体201通过第一安装台104与第二安装台203相互配合连接。
所述波导管101包括波导金属腔105和上盖106，所述金属台103与上盖106连接，波导金属腔105与上盖106可采用分离式结构分开加工后再进行组装，还可采用3D打印或开模浇注等不同的整体成型技术进行整体制作，使得波导金属腔105、上盖106和金属台103一体成型。
所述垂直缝隙102将波导管101分隔为不同区间，同一区间内的金属台103设置在前后同侧，所述垂直缝隙102两侧的金属台103分设在前后两侧。
在本实用新型中缝隙尺寸及金属台尺寸均不一样，以此实现天线的幅度加权，本实用新型按-30dB的泰勒加权进行设计。实现了天线阵的低副瓣特性，垂直缝隙102的设计降低了天线的交叉极化电平。
每个垂直缝隙102之间的区间长度距离相等，所述垂直缝隙102的宽度均相同，垂直缝隙102的深度均不相同，垂直缝隙102的深度位于0.1-0.2λ0之间，λ0为输入的波导波长。本实施例中，垂直缝隙102的宽度均为5mm，深度在17mm～20mm之间。
参照图4，所述金属台103为梯形金属台，所述梯形金属台的宽度h和腰高C均相同。所述梯形金属台的下底边B紧贴所述波导管101的内壁，所述梯形金属台的下底边B小于0.4λ0，上底边A小于0.3λ0。该波导窄边开缝天线阵工作的中心频率为2.85GHz，梯形台腰高C是5mm，其上底边A是下底边B的0.6倍，宽度h为5mm，下底边B的取值范围是5mm～40mm。
参照图5与图6的实验数据，利用ANSYS HFSS软件对本较佳实施例中的波导窄边开缝天线阵进行建模仿真，其仿真回波损耗如图5所示，图中标示出了-10dB基准线，图示表明该天线可以在以2.85GHz为中心频点，左右各150MHz的频段上工作。图6给出了该天线在2.85GHz下的辐射方向图，主波束旁瓣电平为-27.7dB，3dB波束范围内交叉极化电平低于-49.85dB。
数据显示了本结构实现了天线的低旁瓣特性，低交叉极化特性，低损耗以及小尺寸特点，可以应用于多种场合，尤其适用于大型相控阵雷达系统。
以上是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。