平极化单脊波 导的一端端接水平极化脊波导转同轴变换器5,与50欧姆SMA负载匹配；另一端通过弯曲 脊波导7和水平极化馈线网络11相连接，通过水平极化馈电波导10进行馈电，组成水平极 化线阵，分别见图5和图6。
[0037] 图5为水平极化脊波导转同轴变换器。水平极化脊波导转同轴变换器5位于水平 极化单脊波导1 一端的下方，且垂直于水平极化单脊波导1。水平极化脊波导转同轴变换器 5是通过探针禪合的方式实现脊波导到同轴的变换。
[003引参见图6和图7,两图中所示是水平极化线阵的两种不同馈线网络。图6的水平极 化馈线网络11与水平极化单脊波导1的连接方式是通过弯曲脊波导7实现，且弯曲脊波导 7可W保证脊波导弯曲180°后的出口的高度可调，通过调节弯曲脊波导的高度，能够保证 两种极化的馈线网络层层嵌套，并且占据空间较小，对天线总高度降低有利；且构成该种馈 线网络的等分及不等分功分器，是在脊波导H面T形头的两侧加入感性膜片，控制功分比， 膜片与脊波导金属脊之间的间隙相对较大，最小间隙控制在1mm，可制造性强。图7的水平 极化馈线网络11直接给水平极化脊波导1端馈，为了缩小阵列的口径，利用工字禪合缝13 把两个水平极化线阵的馈线网络过渡到下一层，且构成该种馈线网络的等分及不等分功分 器，是在脊波导H面T形头的一侧加入感性膜片，控制功分比，膜片与脊波导金属脊之间的 间隙较小，特别是功分比较大时，间隙达不到最小加工尺寸，机械加工可实现性不强。综述， 图6中所示的馈线网络明显优于图7中所示的馈线网络。
[0039] 参见图8和图9,垂直极化线阵包括两根平行的垂直极化单脊波导2。垂直极化单 脊波导2具有宽边U字形福射缝隙4,相邻的U字形福射缝隙4等间距排列；两根垂直极化 单脊波导2的一端端接垂直极化脊波导转同轴变换器6,另一端通过弯脊波导8和垂直极化 馈线网络12相连接，通过垂直极化馈电波导9进行馈电，组成垂直极化线阵。垂直极化单 脊波导2通过垂直极化脊波导转同轴变换器6的变换，使得变换器的出口位于单脊波导的 底部，外接SMA匹配负载隐藏于垂直极化单脊波导下方。弯脊波导8是通过对单脊波导两 次90°折弯实现脊波导180°弯曲，两次90°折弯后，单脊波导的脊呈现背靠背放置的方 式，弯脊波导8 -端端接垂直极化单脊波导2,另一端端接垂直极化馈线网络12,垂直极化 馈线网络12通过垂直极化馈电波导9引出。
[0040] 水平极化馈电波导10和垂直极化馈电波导9上下对应位于所述单元阵列天线同 一侧，见图2 ;水平极化馈电波导10和垂直极化馈电波导9均为横截面为凹形的单脊波导。
[0041] 两根水平极化单脊波导1和两根垂直极化单脊波导2上下层交错排列形成双极化 阵列天线；实现固定波束倾斜角，固定波束倾斜角为45°，且波束倾斜角与单元间距无关。
[0042] 优选合适的波导尺寸，当6=arcsm林/^g)为45。时，天线实现45。波束指向角。 la=c/f。，片3. 0X 1〇8,为自由空间的光速，f。为中屯、频率。本例f c=12GHz，单脊波导优选尺寸 为宽边0.1"35 Ag，窄边0.14239，金属脊高度0. iigei 金属脊宽度0. 〇62563 Ag。 馈线网络的单脊波导尺寸和福射单脊波导截面尺寸相同。
[0043] 实施例2
[0044] 参见图10、图11和图12,双极化斜波束波导缝隙平板天线由六个单元阵列天线并 联组成。其中六个水平极化线阵的水平极化单脊波导1的馈电端通过图11所示的馈线网 络合成，图11所示的馈线网络直接端接与每根单脊波导相连接的弯曲脊波导7。图11所示 的馈线网络是由若干水平极化馈线网络11和不等分功分器14组成，水平极化馈线网络11 起等分功分器的作用，整个网络把功率分为12等分，整个网络的主传输波导是和水平极化 单脊波导1尺寸相同的单脊波导，单脊波导通过脊波导转矩形波导变换器17转换为半高波 导到达水平极化出口波导15。其中脊波导转矩形波导变换器17采用的是变台阶阻抗变换 器实现，半高波导尺寸为17. 2mm*4. 1mm。
[0045] 六个垂直极化线阵组阵的馈线网络同样采用图11所示的馈线网络，简化了设 计难度，每个垂直极化线阵的垂直极化单脊波导2的馈电端端接弯脊波导8,弯脊波导 8直接与图11所示馈线网络相连接即可，垂直极化出口波导16也为半高波导，尺寸为 17. 2mm*4. 1mm。
[0046] 本实施例的最上层是水平极化线阵，水平极化线阵的馈线网络在最下层，垂直极 化线阵及其馈线网络在中间层，两种极化的半高出口波导在同一水平面，方便外接LNB。
[0047] 所述天线阵面及馈线网络均使用螺钉紧固的安装方式，选用M2螺钉装配，与传统 波导缝隙天线的真空纤焊工艺相比，大大降低了加工成本。
[0048] 本实施例的单脊波导尺寸和实施例1相同，图13所示为本例所述天线两种极化线 阵的驻波曲线图，图14为本例水平极化方向图，图15为本例垂直极化方向图，图16为两种 极化之间的隔离，图17为本例馈线网络通过适当的相位补偿，频带内实现的圆极化轴比特 性图。
[0049] W本例所述天线为单元，采用10块天线组成一个新的双极化阵列，能够实现 38地@12. 7GHz的高增益双极化斜波束阵列天线；本实用新型所述天线，与传统波导缝隙天 线相比，双极化馈线网络通过适当的相位补偿，整个天线在频带内能够实现良好的圆极化 轴比特性，波束倾斜角与单元间距无关，斜波束±25°扫描能够降低天线剖面，全螺钉安装 方式降低制造成本，便于批量成产模具成型。
[0050] W上所述内容是本实用新型所述的双极化斜波束波导缝隙阵列天线实施例，并不 限于本实用新型，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可W做若干简单推演与替换等，均 包含在本实用新型的权利要求书确定的实用新型保护范围之内。
【主权项】
1. 双极化斜波束波导缝隙阵列天线，其特征在于：包括一个w上的单元阵列天线，所 述单元阵列天线由水平极化线阵和垂直极化线阵组成； 所述水平极化线阵包括两根平行放置的水平极化单脊波导（1)和水平极化馈线网络 (11 )，垂直极化线阵包括两根平行放置的垂直极化单脊波导（2)和垂直极化馈线网络（12); 所述水平极化线阵和垂直极化线阵平行交错放置，两根水平极化单脊波导（1)位于上层，两 根垂直极化单脊波导（2)位于下层，形成双极化单元阵列天线；所述水平极化单脊波导（1) 具有宽边V字形福射缝隙（3)，相邻的V字形福射缝隙（3)等间距排列；垂直极化单脊波导 (2)具有宽边U字形福射缝隙（4)，相邻的U字形福射缝隙（4)等间距排列； 所述单元阵列天线能够实现固定波束倾斜角，且波束倾斜角与单元间距无关；所述固 定波束倾斜角为45°。
2. 根据权利要求1所述的双极化斜波束波导缝隙阵列天线，其特征在于：水平极化单 脊波导（1)和水平极化馈线网络（11)通过弯曲脊波导（7 )连接；垂直极化单脊波导（2 )和 垂直极化馈线网络（12)通过弯脊波导（8)连接； 两根水平极化单脊波导（1) 一端端接弯曲脊波导（7 )，到达水平极化馈线网络（11 )，另 一端端接水平极化脊波导转同轴变换器（5)，通过水平极化馈电波导（10)进行馈电；两根 垂直极化单脊波导（2)-端端接弯脊波导（8)，到达垂直极化馈线网络（12)，另一端端接垂 直极化脊波导转同轴变换器（6)，通过垂直极化馈电波导（9)进行馈电，最终形成单元阵列 天线；所述水平极化馈电波导（10)和垂直极化馈电波导（9)上下交错位于所述单元阵列天 线同一侧。
3. 根据权利要求2所述的双极化斜波束波导缝隙阵列天线，其特征在于：所述水平极 化脊波导转同轴变换器（5)位于水平极化单脊波导（1) 一端的正下部，且垂直于水平极化 单脊波导（2);所述垂直极化单脊波导（2)的一端通过两次90度折弯向底部弯曲，使垂直极 化脊波导转同轴变换器（6)平行于垂直极化单脊波导（1)。
4. 根据权利要求2所述的双极化斜波束波导缝隙阵列天线，其特征在于：所述水平极 化馈电波导（10)和垂直极化馈电波导（9)均为横截面为凹形的单脊波导。
5. 根据权利要求1或2所述的双极化斜波束波导缝隙阵列天线，其特征在于；由六个 单元阵列天线并联组成一个大型平板阵列天线；其中六个水平极化线阵的馈电端并联形成 一个馈线网络，并通过脊波导转矩形波导变换器（17)连接着水平极化出口波导；六个垂直 极化线阵的馈电端并联形成一个馈线网络，同样由脊波导转矩形波导变换器连接着垂直极 化出口波导。
【专利摘要】本实用新型涉及双极化斜波束波导缝隙阵列天线。包括一个以上的单元阵列天线，单元阵列天线由水平极化线阵和垂直极化线阵组成；水平极化线阵和垂直极化线阵平行交错放置，水平极化线阵位于上层，垂直极化线阵位于下层；水平极化单脊波导具有宽边V字形辐射缝隙，垂直极化单脊波导具有宽边U字形辐射缝隙；馈电部分采用脊波导形式，有效保证了天线整体带宽，使得天线在实现波束倾斜的同时，天线的匹配带宽及辐射效率得以保证。馈线网络通过适当的相位补偿，整个天线在频带内能够实现良好的圆极化轴比特性，同时实现固定波束倾斜角45°。所述天线与相同频段的波导缝隙天线相比体积小，剖面低，采用螺钉紧固安装方式，有效降低成本。
【IPC分类】H01Q13-10, H01Q23-00, H01Q21-06
【公开号】CN204289717
【申请号】CN201420676652
【发明人】胡卫东, 金秀梅, 夏义全, 张妮
【申请人】安徽四创电子股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月13日