一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脊波导缝隙阵的合成网络，特别在双极化脊波导缝隙阵中更加有效。其适应当前波导缝隙阵的加工工艺，匹配良好，效率高。
【背景技术】
[0002]平板波导缝隙阵因为效率高，结构紧凑，有成熟的加工工艺而应用广泛，最典型的是当年的火控雷达天线。随着对特征提取的要求越来越高，以及频率资源紧张对通信带宽的限制，双极化天线的需求正越来越普遍，因此脊波导缝隙阵在双极化天线上获得广泛应用，但是脊波导的合成网络的复杂性也相应大大增加。在同一层之中，因为脊波导中电场主要集中在脊和上面的金属壁之间，同一层的变化是连续的，因此同一层的脊波导90°弯、功分器相对比较好设计，只是功分器的T形位置两个垂直金属壁之间的缝隙较小，功分比越大，缝隙越小，需要更新的结构来解决。
[0003]多层之间的合成目前可看到的就是工字形缝隙耦合的一分二结构。由于脊波导的结构特殊性，上层和下层的等效180°弯不像矩形波导那样简单。在空间结构受限的前提下，上层和下层的等效180°脊波导弯很难实现，因此，迫切需要一种结构简单、加工容易、空间紧凑、性能优良的上下层等效180°脊波导弯。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对脊波导双极化缝隙天线阵合成网络的设计，提供一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯。
[0005]—种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯由上层波导和下层波导上下并列组成，呈阶梯状；
所述上层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输出端，且上层波导的脊和下层波导的顶部共壁；上层波导的脊由上层短路端变换段21和上层输出端变换段23连接组成，所述上层短路端变换段21和上层输出端变换段23连接处以及下层波导的顶部共壁处设有耦合缝22 ;
所述下层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输入端；
所述上层波导的短路端和下层波导的短路端均连接着一侧的公共壁处；上层波导的输出端和下层波导的输入端位于另一侧。
[0006]所述耦合缝22为工字形耦合缝。
[0007]短路端一侧的上层短路端变换段21的高度大于上层波导的脊的高度，宽度和上层波导的脊的宽度相同。
[0008]与上层短路端变换段21连接一侧上层输出端变换段23的宽度小于上层波导的脊的宽度，高度和上层波导的脊的高度相同。
[0009]本发明的有益技术效果体现在以下几个方面:
1.本发明的等效180°波导弯采用脊波导，在空间结构限制下，解决了脊波导双极化缝隙天线馈电网络布置中的难题，实现了紧凑结构垂直上下层等效180°脊波导弯，非常适合脊波导网络层与层之间的延伸。
[0010]2.本发明的上层波导和下层波导之间采用工字形耦合缝，通过优化上层波导变换段的尺寸，选择合适的短路面，可以使该等效180°弯获得良好的匹配，传输效率可达到99.9%以上。
[0011]3.本发明的等效180°脊波导弯，结构紧凑加工容易，非常适合分层加工技术。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图；
图2为图1去除上层脊波导盖板I的剖视图；
图3为图2的局部放大图；
图4为图2的俯视图；
图5为图4的B-B剖视图；
图6为馈电口 3横截面的结构尺寸图；
图7为本发明实施例1的驻波图；
图8为本发明实施例1的传输系数图；
图9为本发明实施例2的驻波图；
图10为本发明实施例2的传输系数图。
[0013]图1-6中的序号:盖板1、输出端2、输入端3、上层短路变换段21、耦合缝22、上层输出端变换段23。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，通过两个实施例对本发明作进一步地说明。
[0015]实施例1
本实施例的中心工作频率为35Ghz，覆盖的工作频段为34.5GHz~35.5GHz。
[0016]参见图1，一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯由上层波导和下层波导上下并列组成，呈阶梯状。
[0017]参见图2，上层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输出端，且上层波导的脊和下层波导的顶部共壁；上层波导的脊由上层短路端变换段21和上层输出端变换段23连接组成。上层短路端变换段21和上层输出端变换段23连接处以及下层波导的顶部共壁处设有耦合缝22，耦合缝22为工字形耦合缝。
[0018]参见图5，下层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输入端3。
[0019]参见图5，上层波导的短路端和下层波导的短路端均连接着一侧的公共壁处；上层波导的输出端2和下层波导的输入端3位于另一侧。
[0020]短路端一侧的上层短路端变换段21的高度大于上层波导的脊的高度，宽度和上层波导的脊的宽度相同。
[0021]与上层短路端变换段21连接一侧上层输出端变换段23的宽度小于上层波导的脊的宽度，高度和上层波导的脊的高度相同。
[0022]参见图3和图4，等效180°脊波导弯的壁厚均为t=0.6mm，工字型耦合缝长Fl为2.6mm，上层脊波导短路端变换段21的长和宽分别为Tw=3.1mm，Tl=L 4mm，上层脊波导输出端变换段23的长和宽分别为Fz=3.1mm，Ty=0.2mm，工字型耦合缝22和输出端变换段23的倒角半径均为r=0.4mmο参见图5，上层脊波导短路端的变换脊高Th=2.42mm，超出脊高的部分Tc=0.52mm,边沿距离短路端Te=2.24mm,上层脊波导左右变换的间距Td=L 2mm,脊与波导壁的距离Tb=Rb-Rh=0.7mm。参见图6，上层波导的输出端的横截面和下层波导的横截面结构相同，且尺寸相同，且为非标结构；脊波导的内腔宽度Ra为3mm，脊波导的内腔高度Rb为2mm，单脊宽度Rw为1.4mm,单脊高度Rh为1.3mm。
[0023]参见图7和图8，由图7可知，本发明在频带内的反射参数Sll均在_24dB以下，由图8可知，本发明在频带内的传输系数S21均在-0.018dB以内，实现了很好的传输效率和很低的反射参数。
[0024]实施例2
本实施例的中心工作频率为17Ghz，覆盖的工作频段为16.75GHz~17.25GHz，结构同实施例I。
[0025]不同在于，本新型等效180°脊波导弯的壁厚均为t=0.6mm，工字型耦合缝长Fl为5.2mm，上层脊波导短路端变换段21长和宽分别为Tw=6.2mm，Tl=2.8mm，上层脊波导输出端变换段23长和宽分别为Fz=6.2mm，Ty=0.4mm，工字型耦合缝22和上层脊波导输出端变换段23的倒角半径均为r=0.8mm。上层脊波导短路端变换段21脊高Th=4.24mm，超出脊高的部分Tc=L 04mm,边沿距离短路端Te=6.56mm,上层脊波导左右变换的间距Td=2.4mm,脊与波导壁的距离Tb=Rb-Rh=L 4mm。脊波导的内腔宽度Ra为6mm，脊波导的内腔高度Rb为4mm，单脊宽度Rw为2.8mm，单脊高度Rh为2.6mm。
[0026]脊波导长Ra为6mm，脊波导宽Rb为4mm，单脊宽度Rw为2.8mm,单脊高度Rh为2.6mmο
[0027]参见图9和图10，由图9可知，本发明在频带内的反射参数Sll均在_25dB以下，由图10可知，本发明在频带内的传输系数S21均在-0.014dB以内，实现了很好的传输效率和很低的反射参数。
【主权项】
1.一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯，其特征在于:所述等效180°脊波导弯由上层波导和下层波导上下并列组成，呈阶梯状； 所述上层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输出端，且上层波导的脊和下层波导的顶部共壁；上层波导的脊由上层短路端变换段(21)和上层输出端变换段(23)连接组成，所述上层短路端变换段(21)和上层输出端变换段(23)连接处以及下层波导的顶部共壁处设有耦合缝(22); 所述下层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输入端； 所述上层波导的短路端和下层波导的短路端均连接着一侧的公共壁处；上层波导的输出端和下层波导的输入端位于另一侧； 上层波导的输出端的横截面和下层波导的横截面结构相同，且尺寸相同。2.根据权利要求1所述的一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯，其特征在于:所述耦合缝(22)为工字形耦合缝。3.根据权利要求1所述的一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯，其特征在于:短路端一侧的上层短路端变换段(21)的高度大于上层波导的脊的高度，宽度和上层波导的脊的宽度相同。4.根据权利要求1所述的一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯，其特征在于:与上层短路端变换段(21)连接一侧上层输出端变换段(23)的宽度小于上层波导的脊的宽度，高度和上层波导的脊的高度相同。
【专利摘要】本发明涉及一种用于脊波导缝隙天线阵的等效180°脊波导弯。由上层波导和下层波导上下并列组成，呈阶梯状；上层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输出端，且上层波导的脊和下层波导的顶部共壁；上层波导的脊由上层短路端变换段和上层输出端变换段连接组成，上层短路端变换段和上层输出端变换段连接处以及下层波导的顶部共壁处设有耦合缝；下层波导为单脊波导，一端为短路端，另一端为输入端；上层波导的短路端和下层波导的短路端均连接着一侧的公共壁处；上层波导的输出端和下层波导的输入端位于另一侧。本发明非常适合脊波导网络层与层之间的延伸；本发明采用工字形耦合缝，可以获得良好的匹配，传输效率可达到99.9%以上。
【IPC分类】H01P5/12
【公开号】CN105140610
【申请号】CN201510564248
【发明人】胡卫东, 赵继明, 夏义全
【申请人】安徽四创电子股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月8日