波导缝隙天线阵的制作方法

本实用新型实施例涉及波导技术，尤其涉及一种波导缝隙天线阵。

背景技术：

波导缝隙天线阵具有馈电效率高、功率容量大、容易实现幅相分布等优点，为低旁瓣天线，在现代微波通信、雷达等领域有着广泛的应用。

然而，现有的波导缝隙天线阵的增益较低，且交叉极化分量较高，限制了波导缝隙天线阵的进一步应用。

技术实现要素：

本实用新型提供一种波导缝隙天线阵，以提高波导缝隙天线阵的增益。

本实用新型实施例提供了一种波导缝隙天线阵，包括：若干波导缝隙天线，所述波导缝隙天线包括辐射波导，所述辐射波导的窄边设置有若干辐射缝隙；若干辐射匹配块，设置于至少一个所述辐射波导上，且与所述辐射波导上的所述辐射缝隙间隔排布。

可选地，所述若干波导缝隙天线沿第一方向平行排布，各所述辐射波导上均设置有若干所述辐射匹配块。

可选地，沿所述第一方向，所述辐射匹配块凸出于所述辐射波导的窄边的两侧。

可选地，相邻两个所述辐射波导上所对应的所述辐射匹配块之间存在缝隙。

可选地，沿所述第一方向，所述缝隙的长度为自由空间波长的5％。

可选地，沿第二方向，相邻两个所述辐射匹配块中心的间距，与相邻两个所述辐射缝隙中心的间距相同，其中，所述第二方向与所述辐射匹配块在一个所述辐射波导上的排布方向平行。

可选地，沿所述第二方向，相邻两个所述辐射匹配块之间的间隙小于半个自由空间波长。

可选地，沿垂直于所述辐射波导的窄边的方向，所述辐射匹配块的厚度小于四分之一自由空间波长。

可选地，所述波导缝隙天线阵还包括位于相邻两个波导缝隙天线之间的扼流槽。

可选地，所述扼流槽的深度为四分之一自由空间波长。

本实用新型采用的波导缝隙天线阵包括若干波导缝隙天线，波导缝隙天线包括辐射波导，辐射波导的窄边设置有若干辐射缝隙；若干辐射匹配块，设置于至少一个辐射波导上，且与辐射波导上的辐射缝隙间隔排布。辐射匹配块能够改善辐射波导表面电流分布，进而提高辐射波导的辐射增益，使得波导缝隙天线阵的增益较高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的主视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的电压驻波比结果图；

图6为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的方向图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的俯视图，其可为图1的俯视图，图3为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的侧视图，其可为图1的侧视图，图4为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的主视图，其可为图1的主视图，结合图1至图4，波导缝隙天线阵包括：若干波导缝隙天线10，波导缝隙天线包括辐射波导101，辐射波导101的窄边设置有若干辐射缝隙102；若干辐射匹配块103，设置于至少一个辐射波导101上，且与辐射波导101的辐射缝隙102间隔排布。

具体地，辐射波导101具有宽边和窄边，通过在辐射波导101窄边开倾斜的辐射缝隙102，使得这些辐射缝隙隔断辐射波导的表面电流，便可获得激励并向外辐射能量；辐射缝隙102的长度为谐振长度(半个波长)，其中，该波长为微波源发射的电磁波在波导中传播的波长，辐射缝隙102的宽度远小于谐振长度；在同一辐射波导上，相邻的辐射缝隙102中心间距为波导波长的一半，辐射缝隙102每隔波导波长的一半间距就能够得到同相激励。通过在辐射波导101上设置辐射匹配块，该辐射匹配块101与辐射缝隙102间隔排布，也即辐射匹配块101与辐射缝隙位于同一边，辐射匹配块101可为金属结构，其材料可与辐射波导101的材料相同，如两者均使用铝，辐射匹配块能够改善辐射波导表面的电流分布，从而提高辐射波导辐射的增益，进而使得波导缝隙天线阵的增益较高。

本实施例的技术方案，采用的波导缝隙天线阵包括若干波导缝隙天线，波导缝隙天线包括辐射波导，辐射波导的窄边设置有若干辐射缝隙；若干辐射匹配块，设置于至少一个辐射波导上，且与辐射波导上的辐射缝隙间隔排布。辐射匹配块能够改善辐射波导表面电流分布，进而提高辐射波导的辐射增益，使得波导缝隙天线阵的增益较高。

需要说明的是，本实用新型实施例中，每个波导缝隙天线均可包括馈电模块110，馈电模块110内可包括主波导、侧膜片、主膜片、分支波导等，其结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述，电磁波能量通过主波导进入天线端口后，通过侧膜片和主膜片组成的功分结构的调配作用，使得电磁波能量在分支波导内等分，在分支波导内的驻波分布的电磁场将能量耦合至波导缝隙102，进而向外辐射电磁波。

可选地，若干波导缝隙天线沿第一方向平行x排布，各辐射波导101上均设置有若干辐射匹配块103。

具体地，若干波导缝隙天线10平行排布，可改善波导缝隙天线阵辐射电磁波的方向性，同时增强辐射强度。在每个辐射波导上均设置若干辐射匹配块，每个波导缝隙天线10中辐射波导101表面电流均能够得到改善，也即每个辐射波导101的辐射增益均能够提高，进而能够进一步提高波导缝隙阵天线的增益。

可选地，继续参考图1至图4，沿第一方向x，辐射匹配块103凸出于辐射波导101窄边的两侧。

具体地，辐射匹配块103凸出于辐射波导101窄边的两侧，能够增加辐射波导101的辐射口径，从而进一步提高辐射波导101的增益，提高波导缝隙天线阵的增益。

可选地，相邻两个辐射波导101上所对应的辐射匹配块103之间存在缝隙104。

具体地，每个辐射波导101上均设置有相同数量的辐射匹配块103，且每个辐射波导101上辐射匹配块103的排布位置也相同，相邻辐射波导101上相同位置处的辐射匹配块103由于位置相对，通过在此两个辐射匹配块103之间设置缝隙，可形成一个容性结构，该容性结构等效于增加了波导缝隙天线阵阵面的有效辐射面积，从而产生优化天线阵列增益，提高阵面效率的效果。

可选地，沿第一方向x，缝隙的长度c为自由空间波长的5％。

具体地，自由空间的波长可理解为该波导缝隙天线阵工作的中心波长，也即由微波源产生的电磁波波长所对应的自由空间波长，该自由空间波长可根据需求而定，不同应用领域所对应的自由空间波长可能不同，本实用新型实施例对此不做具体限定。缝隙的长度c也即所对应的两个辐射匹配块之间的间距，通过设置此长度c为自由空间波长的5％，能够极大地增加波导缝隙天线阵阵面的有效辐射面积，从而产生优化天线阵列增益，提高阵面效率的效果。

可选地，沿第二方向y，相邻两个辐射匹配块103中心的间距，与相邻两个辐射缝隙102中心的间距相同，其中，第二方向y与辐射匹配块103在一个辐射波导101上的排布方向平行。

具体地，辐射匹配块103为块状结构，其中心即为块状结构的几何中心，相邻两个辐射缝隙102中心的间距为波导波长的一半，也即同一辐射波导101上相邻的两个辐射匹配块103间距固定为波导波长的一半，从而能够极大地提高波导缝隙天线阵的增益。

可选地，沿第二方向y，相邻两个辐射匹配块103之间的间隙小于半个自由空间波长。

这样设置，能够使沿辐射波导101的主极化分量按照自由空间模式传播，垂直于辐射波导101方向的交叉极化分量按照波导抑制的方式制约波导缝隙天线阵产生的交叉极化分量，从而提高波导缝隙天线阵的增益。

可选地，沿垂直于辐射波导窄边的方向z，辐射匹配块的厚度小于四分之一自由空间波长。

具体地，若辐射匹配块103的厚度h过大，不仅会增加波导缝隙天线阵的整体厚度，还可能导致增益提高不明显，通过设置该厚度小于四分之一自由空间波长，能够使得交叉极化分量衰减较大，也即更好地遏制交叉极化分量。

可选地，波导缝隙天线阵还包括位于相邻两个波导缝隙天线之间的扼流槽105。

具体地，扼流槽105可用于保持辐射波导的电气连续，减小不连续而带来的参数恶化现象，从而提高波导缝隙天线阵的稳定性。示例性地，扼流槽的深度为四分之一自由空间波长。

以下结合具体实例对本实用新型进行具体说明，在本实例中，中心频率设置为7.15ghz，相对应的自由空间波长为41.96mm，对应的波导波长为61.895mm，相邻两个辐射匹配块中心的间距设置为18.19mm，辐射匹配块的厚度设置为9.57mm，缝隙的长度对应等于2.11mm，通过验证，如图5和图6所示，其中，图5为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的电压驻波比结果图，图6为本实用新型实施例提供的一种波导缝隙天线阵的方向图，其中，第一曲线201表示相位为0度时的x增益，第二曲线202表示相位为90度时的x增益，第三曲线203表示相位为0度的y增益，第四曲线204表示相位为0度的y增益，由图5和图6可得出，本实施例的技术方案，在中心频率为7.15ghz时波导缝隙天线阵的增益较高，在第二曲线202中，辐射方向为0度的增益可达13.8db，其增益较高，而主旁瓣仅为1.76db，也即交叉极化分量较低，波导缝隙天线阵的性能较好。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。