低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于波束扫描天线技术领域，特别涉及一种低剖面宽角扫描波导缝隙阵天 线。
【背景技术】
[0002] 波导缝隙阵天线具有低成本、高效率、高功率容量等优点，能够在极低的剖面内生 成高增益窄波束。在现有精密加工水平下，通过改变天线辐射缝隙的尺寸、位置和倾角等参 数，容易对辐射口面的幅度和相位分布进行控制，从而实现辐射波束的低副瓣特性。因此， 该类天线在各种雷达和通信系统中的应用十分广泛。
[0003] 然而，由于传统波导缝隙阵天线辐射波束的方向固定不变，为满足小载荷SAR、车 载和机载动中通系统对波束宽角度扫描的要求，该类天线一般采用以下两种工作方式:一 是基于伺服系统进行机械扫描，二是基于T/R组件进行相控电扫描。前者采用的伺服系统剖 面较高，不仅无法实现与载体的共面设计，甚至常常难以布置在弹载、车载和机载有限的空 间环境内。后者则需要使用大量的T/R组件，而现阶段T/R组件还存在着成本昂贵、效率不 高、散热问题较为突出等缺点，限制了其在小载荷SAR、车载和机载动中通系统中的广泛应 用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低剖面宽角扫描波导缝隙阵天 线，该天线同时具备低成本、低损耗、低副瓣、高增益、高功率容量优势。
[0005] 本发明实现上述目的的技术方案如下：
[0006] 低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线包括波导缝隙辐射阵列、波导变换段、过渡段、双 平行板波导、波导缝隙线阵、耦合缝隙、馈电波导连接段和旋转轴;波导缝隙辐射阵列、波导 变换段、过渡段和双平行板波导依次焊接为一体，构成天线的辐射系统;波导缝隙线阵、耦 合缝隙和馈电波导连接段依次焊接为一体，构成天线的馈源系统;其中：
[0007] 双平行板波导的上顶面和下底面间构成空腔，且侧面具有开口，下底面在所述开 口一侧开设有弧形槽，且所述下底面上安装有旋转轴;馈源系统的一端从所述开口插入到 双平行板波导的空腔内，即波导缝隙线阵和耦合缝隙，以及馈电波导连接段的一端位于所 述空腔内，而馈电波导连接段的另一端从所述弧形槽伸出，并与旋转轴连接;旋转轴转动时 带动馈源系统在双平行板波导的空腔内转动。
[0008]在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，馈电波导连接段伸出空腔外的一端 具有输入输出接口，所述接口采用标准波导法兰接口。
[0009]在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，波导缝隙辐射阵列、波导变换段、过 渡段和双平行板波导之间采用真空焊接工艺依次焊接为一体。
[0010]在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，馈源系统的波导缝隙线阵、耦合缝 隙和馈电波导连接段分层加工后，再真空钎焊为一体。
[0011] 在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，馈源系统绕所述旋转轴在双平行板 波导的空腔内转动，且通过调整旋转轴的转动范围，限定馈源系统在空腔内的转动角度范 围，所述转动角度范围最大为-60°~60°。
[0012] 在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，波导缝隙辐射阵列为矩形波导缝隙 阵、脊波导缝隙阵或多模波导缝隙阵，其中，通过调整所述缝隙阵的缝隙尺寸和位置，实现 对天线辐射波束沿阵列方向的一维副瓣的调整。
[0013] 在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，过渡段采用张角喇叭状过渡或双平 行板阶梯过渡。
[0014] 在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，波导缝隙阵列采用脊波导缝隙线 阵、矩形波导缝隙线阵或多模波导缝隙阵;通过调整波导缝隙线阵的缝隙位置，实现对天线 辐射波束沿垂直阵列方向的一维副瓣的调整。
[0015] 在上述的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线中，耦合缝隙采用"Z"字型缝隙的形式， 实现能量从馈电波导连接段向波导缝隙线阵的传输。
[0016] 本发明与现有技术相比的有益效果在于：
[0017] 1.本发明采用波导缝隙线阵和双平行板波导嵌套馈电波导缝隙辐射阵列的天线 结构形式，不仅具备低成本、低损耗、低副瓣、高增益、高功率容量的优点，这种馈电结构还 使得馈源系统能够在双平行板波导内绕设计的旋转轴进行宽角域快速转动，在低剖面下实 现辐射波束的宽角度快速扫描，从而有效克服了传统机械扫描波导缝隙天线宽角扫描时剖 面尚的缺陷；
[0018] 2.本发明采用波导变换段连接波导缝隙辐射阵列和波导阵列至双平行板波导过 渡段，可使得天线在宽角扫描时获取较好的驻波比特性，工作频段内可控制天线的驻波比 < 1.6〇
[0019] 3.本发明的低剖面宽角扫描波导缝隙天线能够在低剖面内实现天线辐射波束的 宽角扫描，而不需要采用昂贵的T/R组件，克服了基于T/R组件的低剖面相控电扫描天线成 本高、效率低、散热问题突出的缺陷。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线整体结构图。
[0021] 图2为本发明的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线辐射系统结构图。
[0022]图3为本发明的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线馈源系统结构图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0024] 本发明为了得到低成本、低损耗、低副瓣、高增益、高功率容量的波导缝隙阵天线， 采用波导缝隙阵作为天线辐射阵面，将波导缝隙辐射阵列、波导变换段、波导阵列至双平行 板波导过渡段、双平行板波导四部分焊接成一体构成低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线的辐 射系统。并采用波导缝隙线阵作为天线馈源主体，将波导缝隙线阵、耦合缝隙、馈电波导连 接段焊接成一体构成天线的馈源系统。将馈源系统嵌套插入双平行板波导内对辐射系统进 行馈电。在伺服电机的驱动下，馈源系统可绕设计的旋转轴在双平行板波导内进行宽角域 快速转动。
[0025]如图1所示的天线整体结构图，本发明的低剖面宽角扫描波导缝隙阵天线包括波 导缝隙辐射阵列1、波导变换段2、过渡段3、双平行板波导4、波导缝隙线阵5、耦合缝隙6、馈 电波导连接段7和旋转轴8。其中，波导缝隙辐射阵列1、波导变换段2、过渡段3和双平行板波 导4依次焊接为一体，构成天线的辐射系统;波导缝隙线阵5、耦合缝隙6和馈电波导连接段7 依次焊接为一体，构成天线的馈源系统。
[0026]如图2所示，天线辐射系统在结构上分为上中下三层，分别标记为9、10、11。其中， 波导缝隙辐射阵列1位于上层，波导变换段2位于中层，波导阵列至双平行板波导的过渡段3 和平行板波导4位于中层和下层。天线辐射系统的各部件分别进行精密机械加工，然后采用 真空钎焊工艺焊接成一体。其中，双平行板波