发明名称 一维可扫波导窄边缝隙天线
摘要 本发明公开了一种一维可扫波导窄边缝隙天线,目的是解决现有波导窄边缝隙阵列天线单元辐射不均匀、单频条件下难以波束扫描及功率容量不高等问题。本发明由矩形缝隙波导、滑动平板及步进电机组成;矩形缝隙波导由第一窄壁、第二窄壁以及两条宽壁构成,矩形缝隙波导的一端为微波馈入端口,另一端接有匹配负载,矩形缝隙波导的第一窄壁开有N个缝隙,第二窄壁上固定有步进电机;第一窄壁与第二窄壁之间嵌入滑动平板,滑动平板可沿着与波导第二窄壁垂直的方向滑动。本发明各个缝隙单元基本达到均匀辐射、在单频工作条件下实现微波波束在一维方向扫描,具有大规模组阵能力和高功率微波领域应用潜力,且结构简单,操作方便。
申请公布号 CN103326125B 申请公布日期 2015.02.25
申请号 CN201310268000.5 申请日期 2013.06.29
申请人 中国人民解放军国防科学技术大学 发明人 袁成卫;杨一明;钱宝良
分类号 H01Q13/06(2006.01)I;H01Q3/04(2006.01)I;H01Q1/42(2006.01)I 主分类号 H01Q13/06(2006.01)I
代理机构 国防科技大学专利服务中心 43202 代理人 郭敏
主权项 一种一维可扫波导窄边缝隙天线,其特征在于一维可扫波导窄边缝隙天线由矩形缝隙波导(13)、滑动平板(17)、轴承(22)、螺旋测微计(18)及步进电机(20)组成;矩形缝隙波导(13)由第一窄壁(21)、第二窄壁(19)以及两条宽壁构成,矩形缝隙波导(13)的一端为微波馈入端口(14),另一端接有匹配负载(16),矩形缝隙波导(13)的第一窄壁(21)开有N个缝隙(15),相邻缝隙中心之间的距离为d,缝隙的宽度为w,缝隙的倾角依次为β<sub>n</sub>,缝隙切入波导宽壁的深度为h<sub>n</sub>,1≤n≤N;缝隙数目N≥50;第二窄壁(19)上固定有步进电机(20);第一窄壁(21)与第二窄壁(19)之间嵌入滑动平板(17),滑动平板(17)上固定有一个轴承(22),轴承(22)与螺旋测微计(18)的测量杆相连,螺旋测微计(18)的滑环与步进电机(20)的转轴相连,微波在第一窄壁(21)及滑动平板(17)之间传输,滑动平板(17)与矩形缝隙波导第一窄壁(21)的距离为a’,滑动平板(17)沿着与波导第二窄壁(19)垂直的方向滑动,从而改变a’,使得a’满足a<sub>0</sub>≤a’&lt;2λ,a<sub>0</sub>为微波馈入端口宽边尺寸,a<sub>0</sub>略大于λ/2,λ为微波在自由空间中的波长;缝隙间距d接近于微波在矩形波导中传输的波导波长λ<sub>g</sub>的一半,矩形缝隙波导(13)的长度l>N×d;缝隙的宽度w为2mm;缝隙切入波导宽壁的深度h<sub>n</sub>满足h<sub>n</sub>=1/2[λ<sub>g</sub>/2‑b/cos(β<sub>n</sub>)],b为两条宽壁之间的距离,β<sub>n</sub>为第n个缝隙对应的倾斜角度,β<sub>n</sub>=F'(g<sub>n</sub>),F'(g<sub>n</sub>)是F(β<sub>n</sub>)的逆函数,F(β<sub>n</sub>)是应用电磁仿真软件仿真得到的g<sub>n</sub>与β<sub>n</sub>的函数关系,g<sub>n</sub>为第n个缝隙的归一化等效电导,<img file="FDA0000617819940000011.GIF" wi="562" he="216" />q=e<sup>‑2αd</sup>,α为波导的衰减系数,η为天线效率,定义为天线的总辐射功率与输入功率之比,E<sub>i</sub>为第i个缝隙的相对辐射电场,E<sub>n</sub>为第n个缝隙的相对辐射电场。
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