本發(fā)明涉及一種串饋連續(xù)斷面節(jié)陣列天線cts(continuoustransversestubarrays)天線，特別是適用于寬帶、低副瓣、低剖面、低成本、高性能的串饋陣列天線。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，低剖面波導(dǎo)縫隙天線以其重量輕、成本低、易加工等諸多優(yōu)點，日益受到人們的青睞。但是，一般波導(dǎo)縫隙天線帶寬較窄，隨著頻率的偏移副瓣升高，因而在實際應(yīng)用中受到了一定的限制。因此，如何展寬低剖面波導(dǎo)縫隙天線帶寬并實現(xiàn)方向圖低副瓣具有十分重要的意義。cts天線作為波導(dǎo)縫隙天線的一種，采用連續(xù)貫通的橫槽作為輻射單元，通過在輻射單元后方加載空氣盲槽可拓展天線帶寬，通過調(diào)節(jié)每個輻射單元輻射能量大小，優(yōu)化陣元分布，亦可實現(xiàn)寬頻帶方向圖低副瓣。副瓣電平(sll)是天線的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，較低的副瓣可以提高信噪比，降低主波束外雜波信號的影響，降低雷達(dá)的被截獲概率，因此，天線低副瓣技術(shù)可以有效提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力，是實現(xiàn)現(xiàn)代高性能雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)之一，低副瓣天線也是目前天線設(shè)計的熱點和難點。西屋公司顧問工程師schrank提出了一種表1所示的比較常用的低副瓣劃分標(biāo)準(zhǔn)。表1低副瓣天線劃分標(biāo)準(zhǔn)副瓣類型普通副瓣低副瓣極低副瓣最大副瓣電平(db)>-20>-30且<-20<-30平均副瓣電平(db)>-30>-40且<-30<-40目前，低副瓣天線主要分為陣列天線和反射面天線兩大類。典型的低副瓣陣列天線如波導(dǎo)裂縫天線、微帶貼片陣列天線，具有設(shè)計簡單、剖面低且比較容易實現(xiàn)低副瓣指標(biāo)等優(yōu)勢，但其很難克服一個缺點：頻帶窄；尤其是串饋陣列天線，傳統(tǒng)的串饋微帶天線和波導(dǎo)縫隙天線都是窄帶天線，方向圖帶寬一般<5％。反射面天線具有高增益、高效率，通過改變饋源結(jié)果和饋電位置，容易實現(xiàn)低副瓣且?guī)捿^寬，但由于反射面天線的結(jié)構(gòu)尺寸較大，剖面高，很多場合難以應(yīng)用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，以及現(xiàn)有低副瓣天線帶寬窄或剖面高、體積大等缺陷，提供一種具有低成本、低剖面、高增益、高效率，駐波好、輻射能力強、柵瓣抑制效果明顯的寬帶低副瓣串饋cts天線。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種寬帶低副瓣串饋cts天線，包括，置于下層饋電波導(dǎo)腔體2上方的上層輻射陣1,其特征在于：輻射陣1中帶有若干挖空的空氣長槽12，空氣長槽12為兩級階梯過渡結(jié)構(gòu)，且空氣長槽12分界臺階面上方設(shè)有一分二的波導(dǎo)功分器13，波導(dǎo)功分器13將空氣長槽12分為兩個相同的兩級階梯過渡通道14；在工作時，位于輻射陣1底部的饋電波導(dǎo)腔體2中的饋電線源23通過挖空的傾斜空氣腔22，提供準(zhǔn)tem波，準(zhǔn)tem波從左往右依次流入輻射陣1中的每個天線的輻射單元，并從空氣長槽12到波導(dǎo)功分器13再到兩級階梯過渡通道14，改變每個輻射單元的電場分布，進(jìn)而輻射入自然空間，使天線方向圖在沿輻射單元走向面上，在寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)低副瓣。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：低成本、低剖面。本發(fā)明采用帶有若干空氣槽的輻射陣1和饋電波導(dǎo)腔體2，將上層輻射陣1置于下層饋電波導(dǎo)腔體2的上方,上層輻射陣1和下層饋電波導(dǎo)腔體2的雙層平面結(jié)構(gòu)，兩層結(jié)構(gòu)為層式同心矩形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)剖面低，體積小。天線所有結(jié)構(gòu)均為金屬結(jié)構(gòu)，設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)簡單，零配件結(jié)構(gòu)少，加工精度高，天線重量輕，安裝簡單，體積小，易于加工，可一體化加工成型，對加工公差不敏感，易于裝配，也可分部件裝配，裝配加工均為傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)機械加工工藝，成本低廉。使天線高度和成本大大降低，易于實現(xiàn)低輪廓共形。高增益、高效率。本發(fā)明寬帶結(jié)構(gòu)輻射單元，空氣長槽12為兩級階梯過渡結(jié)構(gòu)，這些空氣長槽12按照等間距排列?？諝忾L槽12上方分界處為一分二的波導(dǎo)功分器13，將空氣長槽12分為兩個相同的兩級階梯過渡通道14，空氣長槽12、波導(dǎo)功分器13、兩級階梯過渡通道14共同組成天線的輻射單元。整個天線均為空氣填充金屬腔體結(jié)構(gòu)，不添加任何其他介質(zhì)，天線的輻射損耗低，輻射效率高，天線結(jié)構(gòu)的容差能力強，傾斜空氣腔22左端為一饋電線源23，傾斜空氣腔22右端為吸收負(fù)載24，饋電線源23產(chǎn)生的準(zhǔn)tem波從左往右依次流入上層輻射陣1的輻射單元，剩余的少部分能量由吸收負(fù)載24完全吸收，不產(chǎn)生能量的損失和泄露。天線穩(wěn)定性得到保障。采用這種技術(shù)的天線具有很高的饋電效率和口徑效率。寬頻帶、低副瓣。本發(fā)明采用行波陣列形式，通過對每個輻射單元尺寸和傾斜空氣腔(22)的優(yōu)化，可以加權(quán)每個輻射單元輻射能量的多少，若輻射單元輻射能量的大小服從低副瓣分布，可在較寬的頻帶內(nèi)實現(xiàn)方向圖低副瓣。仿真實驗顯示，本發(fā)明的寬帶低副瓣cts天線，在14.1％的相對帶寬內(nèi)，可實現(xiàn)-27db到-24db范圍內(nèi)的低副瓣方向圖。天線單元幅度服從泰勒分布，理論設(shè)計天線副瓣-27db，仿真驗證與理論設(shè)計吻合，為26.94db。天線中心頻率20.4ghz，3db副瓣帶寬為18.4ghz-21.2ghz，相對帶寬達(dá)14.1％。駐波好、輻射能力強、柵瓣抑制效果明顯。在上層輻射陣1中，每一個空氣長槽12的后方有一個空氣盲槽15，這些空氣盲槽15起阻抗匹配的作用，使得天線端口駐波小，在14.1％的相對帶寬內(nèi)天線端口駐波小于1.1，減小了能量損失，增強了天線輻射能力。在上層輻射陣1中，采用一分二波導(dǎo)功分器13，將一路空氣長槽12分為兩個相同的兩級階梯過渡通道14，改變了輻射陣1上方的輻射場分布，縮短了輻射單元間的距離，抑制了柵瓣的產(chǎn)生，使能量集中于方向圖主瓣，增強了天線輻射能力。本發(fā)明適用于高增益、高效率、低成本、低剖面、寬頻帶、低副瓣要求的天線系統(tǒng)中，特別適合作為一種低剖、寬帶、低副瓣串饋陣列天線。附圖說明圖1是本發(fā)明寬帶低副瓣串饋cts天線的剖面視圖。圖2是圖1的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2上層輻射陣1的俯視圖。圖4是圖2饋電波導(dǎo)腔體2的俯視圖。圖中：1輻射陣，2饋電波導(dǎo)腔體，11為輻射陣1的金屬壁，12空氣長槽，13一分二波導(dǎo)功分器，14兩級階梯過渡通道。21饋電波導(dǎo)腔體2的金屬壁，22為挖空的傾斜空氣腔，23饋電線源，24吸收負(fù)載。12、13、14共同組成天線的輻射單元。具體實施方式參閱圖1-圖4。在以下描述的實例中寬帶低副瓣串饋cts天線中，包括包括，置于下層饋電波導(dǎo)腔體2上方的上層輻射陣1,帶有若干空氣槽的輻射陣1和饋電波導(dǎo)腔體2，射陣1的金屬部分為金屬壁11，饋電波導(dǎo)腔體2為天線的饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：輻射陣1中帶有若干挖空的空氣長槽12，空氣長槽12為兩級階梯過渡結(jié)構(gòu)，這些空氣長槽12按照等間距排列，且分界臺階面上方設(shè)有一分二的波導(dǎo)功分器13，波導(dǎo)功分器13將空氣長槽12分為兩個相同的兩級階梯過渡通道14；空氣長槽12、波導(dǎo)功分器13和兩級階梯過渡通道14共同組成天線的輻射單元；在工作時，位于輻射陣1底部的饋電波導(dǎo)腔體2中的饋電線源23通過挖空的傾斜空氣腔22，提供準(zhǔn)tem波，準(zhǔn)tem波從左往右依次流入輻射陣1中的每個天線的輻射單元，并從空氣長槽12到波導(dǎo)功分器13再到兩級階梯過渡通道14，進(jìn)而輻射入自然空間，改變每個輻射單元的電場分布，使天線方向圖沿輻射單元走向面上，在寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)低副瓣。在最后一個輻射單元處能量基本輻射完全，剩余的少部分能量通過吸收負(fù)載24吸收。在上層輻射陣1中，空氣長槽12按照等間距組陣排列，采用階梯漸變匹配結(jié)構(gòu)。每一個空氣長槽12的后方有起阻抗匹配作用的空氣盲槽15，以降低能量反射，降低端口駐波。改變饋電波導(dǎo)腔體2中挖空的傾斜空氣腔22的斜率，并優(yōu)化設(shè)計輻射陣1中由空氣長槽12、一分二的波導(dǎo)功分器13、兩級階梯過渡通道14組成的輻射單元的尺寸大小，波導(dǎo)功分器13將一路空氣長槽12分為兩個相同的兩級階梯過渡通道14，降低通道之間的距離，可以抑制方向圖柵瓣，再通過階梯通道14輻射如自然空間。可以對輻射單元輻射能量的分布進(jìn)行加權(quán)，輻射單元輻射能量的分布滿足低副瓣分布時，產(chǎn)生的天線方向圖即為低副瓣方向圖，且?guī)捿^寬。饋電波導(dǎo)腔體2中的挖空部分為傾斜空氣腔22，傾斜空氣腔22最左端為饋電線源23，最右端為吸收負(fù)載24，饋電線源23產(chǎn)生的準(zhǔn)tem波從左往右依次通過每個輻射單元輻射，最右端的吸收負(fù)載24將多余的能量吸收。當(dāng)前第1頁12