波导天线及其方向图形状增益调节方法与流程

本发明涉及天线领域，具体涉及一种波导天线及其方向图形状增益调节方法。

背景技术：

1、波导是一种封闭的传输线，由金属壳体和介质填充物(如空气)组成。波导内部是以导行模式传输的，与微带相比，具有较低损耗、高效率、天线孔径利用率更高等优点。波导天线通常在雷达中被用来发射和接收电磁波，其性能如方向图和增益等对雷达性能起到了决定性的作用。

2、在一些特殊的应用场景中，例如汽车角雷达，要求雷达在特定角度(非0度)方向探测较远的距离，这就需要天线增益在这个特定角度达到最高，在0度左右增益相对较低，其方向图呈类似马鞍的形状。多数波导天线在方向图上无法通过阵列的排布实现这种特殊的方向图形状，这就会影响角雷达探测的准确度及其应用。

3、公开号为cn117134102a的发明申请公开了一种天线振子单元、天线装置及其设置方法，用于解决普通5g天线单元受限制于差分馈电网络，无法做到宽带情况下的方向图对称的问题；公开号为cn116093586a的发明申请公开了一种变形偶极子刀形天线，其通过偶极子设计，可以提高天线水平面增益，提高作用距离，通过改变偶极子形式，解决天线设计中频带宽度较窄的问题，满足天线多功能的使用要求。

4、上述现有技术虽然涉及天线方向图形状增益的改进，但其均无法用于解决改变天线方向图形状和增益大小，以满足特殊使用场景的问题。

技术实现思路

1、为克服上述问题，本发明提供了一种波导天线及其方向图形状增益动态调节方法，该波导天线通过增设不同数量、高度长条凸台结构的方式来灵活调节天线方向图形状和增益大小，以使其满足特殊的使用场景，比如提高角雷达的探测性能。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

3、波导天线，包括壳体及安装于其内的波导功分器和波导天线单元；

4、所述波导功分器设有多个输出端口，且每个输出端口连接有一个波导天线单元；

5、所述波导天线单元呈一字型等间距阵列，并于上方形成有辐射口；

6、所述辐射口的一侧或两侧于其水平方向上与其平行设有若干长条凸台。

7、作为上述技术方案的改进，所述长条凸台的高度、间距可调节。

8、可选的，所述长条凸台的高度不高于1mm。

9、作为上述技术方案的改进，所述长条凸台的长度大于所述辐射口的长度。

10、作为上述技术方案的改进，所述长条凸台的材质为金属。

11、作为上述技术方案的改进，所述长条凸台由冲压、蚀刻、切割、铸造、模制中的一种或其他机械加工方式制成，再通过外部或内部紧固件固定在波导天线上；或所述长条凸台设置为与所述波导天线一体成型。

12、作为上述技术方案的改进，所述长条凸台的截面形状为长方形、梯形、锯齿状中的一种。

13、作为上述技术方案的改进，所述辐射口的任一侧设有至少一个长条凸台。

14、作为上述技术方案的改进，所述辐射口的两侧均设有至少一个长条凸台。

15、作为上述技术方案的改进，所述辐射口的两侧对称设有至少一个长条凸台。

16、作为上述技术方案的改进，位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台，各长条凸台的高度相等或不等。

17、本发明解决其技术问题同时提供一种波导天线方向图形状增益的调节方法，包括

18、当所述波导天线的辐射口两侧对称设有一个长条凸台，通过增加长条凸台的高度，使所述波导天线的方向图向小角度集中、其增益随之增加、波束宽度随之变窄；

19、当所述波导天线的辐射口两侧对称设有两个长条凸台，且位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台高度相等，通过增加长条凸台的高度，使所述波导天线的方向图形状由平缓曲线渐变为较平缓的山峰状、其增益随之增加、波束宽度随之变窄；

20、当所述波导天线的辐射口两侧对称设有两个长条凸台，且位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台高度不等，当位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台呈内高外低时，在一定范围内通过增加所述长条凸台的内外高度差，使所述波导天线的方向图形状呈山峰状向小角度集中、其增益随之增加；当位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台呈内低外高时，在一定范围内通过增加所述长条凸台的内外高度差，使所述波导天线的方向图形状呈马鞍状在0度范围向下凹陷、其增益随之降低；

21、当所述波导天线的辐射口两侧对称设有至少三个长条凸台，且位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台高度不等，当位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台呈内高外低时，在一定范围内通过增加所述长条凸台的内外高度差，使所述波导天线的方向图形状呈山峰状向小角度集中、其增益随之增加；当位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台呈内低外高时，在一定范围内通过增加所述长条凸台的内外高度差，使所述波导天线的方向图形状呈马鞍状在0度范围向下凹陷且该凹陷具有一中间凸起、其增益随之降低。

22、作为上述技术方案的改进，当所述波导天线的辐射口两侧对称设有一个长条凸台，将之应用于需要更远探测距离的雷达系统中。

23、作为上述技术方案的改进，当所述波导天线的辐射口两侧对称设有两个长条凸台，凸台高度较低且位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台高度相等，将之应用于需要更宽的角度覆盖范围的雷达系统中。

24、作为上述技术方案的改进，当所述波导天线的辐射口两侧对称设有两个长条凸台，且位于所述辐射口同一侧的所述长条凸台高度不等，将之应用于需要在特定视场中检测出对象的雷达系统中。

25、本发明带来的有益效果：

26、在不同的应用场景中，要求天线具有不同的方向图形状和增益。

27、本发明通过在波导天线的辐射口两侧设置不同数量、高度、排布方式的长条凸台结构，来改变天线方向图形状和增益大小以满足特殊的使用场景，提高雷达的探测性能，使天线性能符合不同应用环境的需求。

28、如，该波导天线通过调节长条凸台结构的高度，可以提高水平方向图增益，达到提高应用系统探测距离的作用；通过调节长条凸台结构数量和排布方式，能够灵活的改变波导天线的水平方向图形状和波束宽度，使天线辐射性能多样化，能够满足多功能的使用要求。

29、本发明的长条凸台结构简单易于加工，对于波导天线方向图形状和增益等性能的调节效果突出。

技术特征：

1.波导天线，其特征在于：包括波导功分器和波导天线单元；

2.根据权利要求1所述的波导天线，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的波导天线，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的波导天线，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的波导天线，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的波导天线，其特征在于：

7.波导天线方向图形状增益的调节方法，其特征在于：包括

8.根据权利要求7所述的波导天线方向图形状增益的调节方法，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的波导天线方向图形状增益的调节方法，其特征在于：

10.根据权利要求7所述的波导天线方向图形状增益的调节方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种波导天线及其方向图形状增益的调节方法，所述波导天线包括波导功分器和波导天线单元，所述波导功分器设有多个输出端口，且每个输出端口连接有一个波导天线单元，所述波导天线单元呈一字型等间距阵列，并于上方形成有辐射口，所述辐射口的一侧或两侧于其水平方向上与其平行设有若干长条凸台，所述长条凸台的高度、间距可调节。本发明通过在波导天线的辐射口两侧设置不同数量、高度、排布方式的长条凸台结构，来改变天线方向图形状和增益大小以满足特殊的使用场景，提高雷达的探测性能，使天线性能符合不同应用环境的需求。

技术研发人员：许焉恒
受保护的技术使用者：立晟智能科技（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31