專利名稱：共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線。
背景技術：
波導裂縫陣天線具有體積小、重量輕、剖面低、效率高、易于實現(xiàn)低副瓣、成本低等優(yōu)點，廣泛應用于各種雷達和導引頭系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，高精度尋的時，希望波束窄；快速大面積成像搜索時，希望波束寬。但傳統(tǒng)波導裂縫陣天線由于波束寬度固定存在不能滿足雷達和導引頭系統(tǒng)同時實現(xiàn)高精度尋的和快速大面積成像搜索的缺點，新的雷達和導引頭系統(tǒng)希望同時實現(xiàn)高精度尋的和快速大面積成像搜索功能，這將能大大增強系統(tǒng)性能，其中需要解決的關鍵技術是共口徑變波束寬度天線技術。就目前而言，傳統(tǒng)的波導裂縫陣天線還沒有成熟的可以實現(xiàn)共口徑變波束寬度技術的方案。 目前，國內(nèi)外報道的共口徑變波束寬度天線均采用相控陣天線，這是因為相控陣天線在每個輻射單元后連接一個調(diào)節(jié)幅度和相位的有源器件，對天線口徑上的幅相分布控制非常靈活，可以方便地改變天線等效口徑的大小，從而實現(xiàn)變波束寬度。但相控陣天線需要采用大量的有源器件，是一個非常復雜的系統(tǒng)，實現(xiàn)難度大，價格昂貴，目前還不適合在工程中廣泛使用。因此現(xiàn)有的相控陣天線共口徑變波束寬度技術存在實現(xiàn)系統(tǒng)復雜、成本高的缺陷。本發(fā)明提出了一種共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，天線由波導裂縫陣部分和波導開關網(wǎng)絡組成，在實現(xiàn)變波束寬度功能的同時，具有傳統(tǒng)波導裂縫陣天線體積小、重量輕、剖面低、效率高、易于實現(xiàn)低副瓣、成本低等優(yōu)點，非常適合工程應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術存在的不足之處，提供一種結構簡單、實現(xiàn)難度小、成本低，體積小，能夠同時兼顧高精度尋的和快速大面積成像搜索的共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線。本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，包括，波導裂縫陣部分和波導開關網(wǎng)絡，其特征在于，波導裂縫陣部分包括輻射陣、耦合陣和饋電網(wǎng)絡，所述輻射陣劃分為以中心輻射陣I為中心，以邊緣輻射陣2為兩翼，分別采用獨立的耦合陣和饋電網(wǎng)絡的組合體，中心輻射陣I采用中心耦合陣3和中心饋電網(wǎng)絡5，邊緣輻射陣2采用邊緣耦合陣4和邊緣饋電網(wǎng)絡6 ;中心饋電網(wǎng)絡5和邊緣饋電網(wǎng)絡6通過波導開關網(wǎng)絡7的開關9的選擇，使上述兩套饋電網(wǎng)絡同時連通天線總端口 10時，中心輻射陣I和邊緣輻射陣2同時工作，將天線的有效輻射口徑變?yōu)樾纬烧ㄊ娜趶?，當上述開關9連通中心饋電網(wǎng)絡5，使中心饋電網(wǎng)絡5與天線總端口 10連通，邊緣饋電網(wǎng)絡6被斷開，只有中心輻射陣工作，天線的有效輻射口徑為整個口徑的一部分而形成寬波束。在本發(fā)明中，根據(jù)共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線方案，提出的一種波導開關網(wǎng)絡7的設計方案，包括一個功分器8和兩個單刀雙擲波導開關9。通過波導開關9的選擇，波導開關網(wǎng)絡7工作時存在兩種信號傳輸路徑，當采用信號傳輸路徑11時，信號從天線總端口 10傳輸?shù)街行酿侂娋W(wǎng)絡5，由前面介紹可知，此時天線工作于寬波束；當采用信號傳輸路徑12時，信號從天線總端口 10經(jīng)功分器8同時傳輸?shù)街行酿侂娋W(wǎng)絡5和邊緣饋電網(wǎng)絡6，同理可知，此時天線工作于窄波束由共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線方案可知，由于寬、窄兩種波束共用口徑，寬波束時，天線的有效口徑為中間口徑，窄波束時，天線的有效口徑為整個口徑。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術具有如下有益效果
本發(fā)明提出了一種共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線設計技術方案，解決了傳統(tǒng)波導裂縫陣天線由于波束寬度固定不能滿足雷達和導引頭系統(tǒng)同時實現(xiàn)高精度尋的和快速大面積成像搜索的問題。本發(fā)明由波導裂縫陣部分和波導開關網(wǎng)絡組成的共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，在實現(xiàn)變波束寬度功能的同時，保持了傳統(tǒng)波導裂縫陣天線體積小、重量輕、剖面低、效率高、易于實現(xiàn)低副瓣、成本低等優(yōu)點。與已有的相控陣共口徑變波束寬度天線相比，該共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線結構簡單、實現(xiàn)難度小、成本低，適合在工程中廣泛采用。
圖I是本發(fā)明共口徑變波束寬度天線的波導裂縫陣部分的分層結構圖。圖2是波導開關網(wǎng)絡的示意圖。圖3是中心輻射陣和邊緣輻射陣的結構圖。圖4是中心耦合陣和邊緣耦合陣的結構圖。圖5是中心饋電網(wǎng)絡的結構圖。圖6是邊緣饋電網(wǎng)絡的結構圖。圖中1中心輻射陣，2邊緣輻射陣，3中心耦合陣，4邊緣耦合陣，5中心饋電網(wǎng)絡，6邊緣饋電網(wǎng)絡，7波導開關網(wǎng)絡，8功分器，9單刀雙擲波導開關，10天線總端口，11寬波束信號傳輸路徑，12窄波束信號傳輸路徑。
具體實施例方式參閱圖I。天線由波導裂縫陣部分和波導開關網(wǎng)絡組成。波導裂縫陣部分包括輻射陣、耦合陣和饋電網(wǎng)絡。波導裂縫陣部分主要包括，中心輻射陣I、邊緣輻射陣2、中心耦合陣3、邊緣耦合陣4、中心饋電網(wǎng)絡5、邊緣饋電網(wǎng)絡6。輻射陣劃分為圖3所示的以中心輻射陣I為中心，以邊緣輻射陣2為兩翼的中心輻射陣I和邊緣輻射陣2。兩個輻射陣I、2分別采用獨立的耦合陣和饋電網(wǎng)絡。中心輻射陣I采用中心耦合陣3和圖5所示中心饋電網(wǎng)絡5，邊緣輻射陣2采用邊緣耦合陣4和圖6所示邊緣饋電網(wǎng)絡6。中心饋電網(wǎng)絡5和邊緣饋電網(wǎng)絡6連接到波導開關網(wǎng)絡7，并由波導開關網(wǎng)絡7進行控制。參閱圖2。中心饋電網(wǎng)絡5和邊緣饋電網(wǎng)絡6通過波導開關網(wǎng)絡7與天線總端口10相連，波導開關網(wǎng)絡7由一個功分器8和兩個單刀雙擲波導開關9組成。波導開關網(wǎng)絡7具有通過調(diào)整信號傳輸路徑形成的兩種工作模式。波導開關網(wǎng)絡7通過開關9的選擇，形成兩種信號傳輸路徑寬波束信號傳輸路徑11和窄波束信號傳輸路徑12。
當中心饋電網(wǎng)絡5通過第一個開關9連通到功分器8，中心饋電網(wǎng)絡5和邊緣饋電網(wǎng)絡6的信號再由功分器8進行合成，合成信號通過第二個開關9連通到天線總端口 10時，形成了波導開關網(wǎng)絡7窄波束信號傳輸路徑12，此時中心饋電網(wǎng)絡5和邊緣饋電網(wǎng)絡6同時與天線總端口 10連通，中心輻射陣I和邊緣輻射陣2同時工作，天線的有效輻射口徑為整個口徑，從而形成窄波束。 當中心饋電網(wǎng)絡5通過第一個開關9連通到第二個開關9，再由第二個開關9連通到天線總端口 10時，形成了波導開關網(wǎng)絡7寬波束信號傳輸路徑11，此時中心饋電網(wǎng)絡5與天線總端口 10連通，邊緣饋電網(wǎng)絡6被斷開，天線的有效輻射口徑為中心口徑，僅中心輻射陣I工作，從而形成寬波束。
權利要求
1.一種共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，包括，波導裂縫陣部分和波導開關網(wǎng)絡，其特征在于，波導裂縫陣部分包括輻射陣、耦合陣和饋電網(wǎng)絡，所述輻射陣劃分為以中心輻射陣(I)為中心，以邊緣輻射陣(2)為兩翼，分別采用獨立的耦合陣和饋電網(wǎng)絡的組合體，中心輻射陣(I)采用中心耦合陣(3)和中心饋電網(wǎng)絡(5)，邊緣輻射陣(2)采用邊緣耦合陣(4)和邊緣饋電網(wǎng)絡(6);中心饋電網(wǎng)絡(5)和邊緣饋電網(wǎng)絡(6)通過波導開關網(wǎng)絡(7)的開關(9)的選擇，使上述兩套饋電網(wǎng)絡同時連通天線總端口(10)時，中心輻射陣(I)和邊緣輻射陣(2)同時工作，將天線的有效輻射口徑變?yōu)樾纬烧ㄊ娜趶?，當上述開關(9)連通中心饋電網(wǎng)絡(5)，使中心饋電網(wǎng)絡(5)與天線總端口(10)連通，邊緣饋電網(wǎng)絡(6)被斷開，則只有中心輻射陣工作，天線的有效輻射口徑為整個口徑的一部分而形成寬波束。
2.如權利要求I所述的共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，其特征在于，中心饋電網(wǎng)絡(5)和邊緣饋電網(wǎng)絡(6)通過波導開關網(wǎng)絡(7)與天線總端口(10)相連，波導開關網(wǎng)絡(7)由一個功分器(8)和兩個單刀雙擲波導開關(9)組成。
3.如權利要求I所述的共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，其特征在于，波導開關網(wǎng)絡(7)具有通過調(diào)整信號傳輸路徑形成的兩種工作模式；波導開關網(wǎng)絡7通過開關(9)的選擇，形成兩種信號傳輸路徑寬波束信號傳輸路徑(11)和窄波束信號傳輸路徑(12)。
4.如權利要求I所述的共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，其特征在于，窄波束時，有效輻射口徑為整個口徑；寬波束時，有效輻射口徑為中心口徑。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種共口徑變波束寬度波導裂縫陣天線，包括，波導裂縫陣部分和波導開關網(wǎng)絡，波導裂縫陣部分包括輻射陣、耦合陣和饋電網(wǎng)絡，輻射陣劃分為以中心輻射陣為中心，以邊緣輻射陣為兩翼，分別采用獨立的耦合陣和饋電網(wǎng)絡的組合體，中心饋電網(wǎng)絡(5)和邊緣饋電網(wǎng)絡(6)通過波導開關網(wǎng)絡(7)的開關(9)的選擇，使上述兩套饋電網(wǎng)絡同時連通天線總端口(10)同時工作時，將天線的有效輻射口徑變?yōu)樾纬烧ㄊ娜趶?，當上述開關使中心饋電網(wǎng)絡與天線總端口連通，邊緣饋電網(wǎng)絡被斷開，則只有中心輻射陣工作，天線的有效輻射口徑為全口徑的一部分而形成寬波束。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術不能同時兼顧高精度尋的和快速大面積成像搜索問題。
文檔編號H01Q1/36GK102646873SQ20121001166
公開日2012年8月22日 申請日期2012年1月15日 優(yōu)先權日2012年1月15日
發(fā)明者何海丹, 劉熠志, 常軍, 梁宇宏 申請人:中國電子科技集團公司第十研究所