小型化雙頻段共面復(fù)合的單脈沖陣列天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種天線結(jié)構(gòu)，具體是指一種小型化雙頻段共面復(fù)合的單脈沖陣列天 線，屬于天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，多波段復(fù)合制導(dǎo)已成為精確制導(dǎo)武器的重要發(fā)展方向之一。復(fù)合制導(dǎo)雷達(dá) 導(dǎo)引頭同時(shí)具備主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭以及半主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭的特點(diǎn)，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，已經(jīng)成為 國(guó)內(nèi)導(dǎo)彈技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。而該導(dǎo)彈導(dǎo)引頭關(guān)鍵技術(shù)之一便是雙波段單脈沖天線設(shè) 計(jì)。
[0003] 常見(jiàn)的雙波段單脈沖天線是雙波段卡塞格倫單脈沖天線，該天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、較為 容易實(shí)現(xiàn)，但是普遍存在效率較低、副瓣較高的問(wèn)題。一種現(xiàn)有技術(shù)采用共面的5個(gè)C波段 喇叭口和8個(gè)S波段喇叭口實(shí)現(xiàn)雙頻饋源組合，C波段和S波段天線的效率僅為38. 3%和 15. 9%，副瓣也只有-17dB和-18dB。另一種現(xiàn)有技術(shù)饋源采用了多模喇叭形式，副瓣分別 為-13dB和-22dB。還有一種現(xiàn)有技術(shù)饋源采用5個(gè)共面C波段喇叭口和4個(gè)S波段喇叭 口，C波段的效率有50%，但S波段效率僅25%，副瓣也只有-15dB左右。
[0004]目前而言，微帶天線的剖面低、質(zhì)量輕，但雙頻段微帶天線一般采用多層結(jié)構(gòu)，由 于層數(shù)較多需要采取層壓工藝，加工難度較大，且可能存在探針對(duì)不準(zhǔn)膠水不均勻等不可 預(yù)期的問(wèn)題。而波導(dǎo)形式的天線效率高、加工工藝成熟、易于實(shí)現(xiàn)低副瓣，但是雙頻段波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)天線必然會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量差等問(wèn)題。因此迫切需要研究一種質(zhì)量輕、易復(fù)合、結(jié) 構(gòu)巧妙的低副瓣雙波段單脈沖天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種小型化雙頻段共面復(fù)合的單脈沖陣列天線，具有較低 的副瓣，以及與單頻單脈沖天線相當(dāng)?shù)妮椛湫?，且減小了兩個(gè)頻段的耦合影響；兼具小型 化及雙頻特性，布局巧妙，可以滿足在空間兩個(gè)頻段天線陣列復(fù)合、兼容的需求，具有很強(qiáng) 的實(shí)用性及應(yīng)用前景。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的小型化雙頻段共面復(fù)合的單脈沖陣列天線， 包含：金屬反射板，呈圓形，被均勻劃分為4個(gè)扇形區(qū)域；低頻段輻射陣面，設(shè)置在所述的單 脈沖陣列天線的最前端，包含設(shè)置在所述的金屬反射板上方的多個(gè)微帶天線線陣；低頻段 俯仰面波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置在所述的低頻段輻射陣面的下方且與其相連接；高頻段輻 射陣面，設(shè)置在所述的低頻段輻射陣面的下方，包含多個(gè)設(shè)置在金屬反射板下方的波導(dǎo)口 天線線陣；高頻段波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置在所述的高頻段輻射陣面的下方且與其相連接。
[0007] 所述的金屬反射板的每個(gè)扇形區(qū)域的上方均設(shè)置有多個(gè)相互平行且彼此間隔一 定距離的微帶天線線陣；相鄰扇形區(qū)域內(nèi)的多個(gè)微帶天線線陣呈軸對(duì)稱設(shè)置；每個(gè)所述的 微帶天線線陣包含若干串聯(lián)設(shè)置的微帶天線，作為低頻段輻射陣面的輻射單元；所述的微 帶天線在金屬反射板上呈泰勒分布，任意相鄰兩個(gè)微帶天線之間的中心距離為工作波 段的波長(zhǎng)。
[0008] 所述的微帶天線包含：介質(zhì)基板，其設(shè)置在所述的金屬反射板上；輻射貼片，其呈 矩形，通過(guò)刻蝕設(shè)置在所述的介質(zhì)基板上，該輻射貼片上開(kāi)設(shè)有多個(gè)與其短邊平行的縫隙， 且左右兩邊對(duì)稱設(shè)置多個(gè)開(kāi)口方向相反的縫隙；自加載結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述的輻射貼片的 兩端，用于對(duì)微帶天線進(jìn)行容性匹配。
[0009] 所述的介質(zhì)基板的相對(duì)介電常數(shù)%為2~5之間；所述的介質(zhì)基板的損耗角邊的 正切值Igd丨S'10、所述的介質(zhì)基板的厚度h彡1mm。
[0010] 所述的低頻段輻射陣面還包含：多個(gè)阻抗匹配段，分別設(shè)置在各個(gè)微帶天線線陣 饋電一側(cè)的邊緣，并與該微帶天線線陣所包含的各個(gè)微帶天線相連接，即所述的微帶天線 線陣采用邊緣饋電結(jié)構(gòu)；多個(gè)饋電同軸，設(shè)置在所述的金屬反射板的邊緣下方，每個(gè)饋電同 軸的一端分別與各個(gè)對(duì)應(yīng)的阻抗匹配段相連接，通過(guò)該饋電同軸將各個(gè)微帶天線線陣在金 屬反射板的邊緣與所述的低頻段俯仰面波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接。
[0011] 所述的低頻段俯仰面波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在金屬反射板的下端面上，被軸對(duì)稱 分為四個(gè)區(qū)，分別對(duì)應(yīng)低頻段輻射陣面中的四個(gè)扇形區(qū)域。所述的低頻段俯仰面波導(dǎo)功率 合成網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)區(qū)內(nèi)包含多個(gè)沿金屬反射板邊緣設(shè)置的波導(dǎo)軸，相鄰區(qū)域內(nèi)的多個(gè)波導(dǎo)軸 呈軸對(duì)稱設(shè)置。每個(gè)波導(dǎo)軸分別與對(duì)應(yīng)的饋電同軸的另一端相連接，實(shí)現(xiàn)與對(duì)應(yīng)的微帶天 線線陣相連接。
[0012] 所述的金屬反射板的每個(gè)扇形區(qū)域的下方均設(shè)置有多個(gè)相互平行且彼此間隔一 定距離的波導(dǎo)口天線線陣；相鄰扇形區(qū)域內(nèi)的多個(gè)波導(dǎo)口天線線陣呈軸對(duì)稱設(shè)置；并且每 個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)的多個(gè)波導(dǎo)口天線線陣與低頻段輻射陣面的每個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)的多個(gè)微帶天 線線陣相對(duì)應(yīng)；每個(gè)所述的波導(dǎo)口天線線陣包含若干串聯(lián)設(shè)置的波導(dǎo)口天線，以作為高頻 段輻射陣面的輻射單元；所述的波導(dǎo)口天線在金屬反射板下方呈泰勒分布，任意相鄰兩個(gè) 波導(dǎo)口天線之間的中心距離為^/&所述的波導(dǎo)口天線由低頻段輻射陣面的金屬反射板 $ 的下方穿過(guò)，并從微帶天線的介質(zhì)基板上的通孔伸出，且位于各個(gè)微帶天線的兩側(cè)。
[0013] 所述的波導(dǎo)口天線包含：設(shè)置在該波導(dǎo)口天線內(nèi)部的金屬塊，以作為短路塊；開(kāi) 設(shè)在該波導(dǎo)口天線側(cè)面的傾斜縫，以實(shí)現(xiàn)側(cè)面饋電，通過(guò)調(diào)整該傾斜縫的傾斜角度以控制 每個(gè)波導(dǎo)口天線的幅度大小。
[0014] 所述的高頻段波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)被軸對(duì)稱分為四個(gè)區(qū)，分別對(duì)應(yīng)高頻段輻射陣面 中的四個(gè)扇形區(qū)域；所述的高頻段波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)區(qū)內(nèi)包含三層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，第一 層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包含多個(gè)互相平行設(shè)置的第一波導(dǎo)，每個(gè)第一波導(dǎo)分別與對(duì)應(yīng)的每個(gè)扇形區(qū)域 內(nèi)的波導(dǎo)口天線線陣相連接，且在波導(dǎo)口天線線陣的末端采用90度彎折結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接；每 個(gè)第一波導(dǎo)的側(cè)面開(kāi)設(shè)有若干斜縫，且所開(kāi)設(shè)的斜縫數(shù)量與該第一波導(dǎo)所對(duì)應(yīng)連接的波導(dǎo) 口天線線陣所包含的波導(dǎo)口天線的數(shù)量相同；第二層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包含多個(gè)互相平行設(shè)置的第 二波導(dǎo)，該第二波導(dǎo)垂直于所述的第一波導(dǎo)設(shè)置，每個(gè)第二波導(dǎo)的側(cè)面上開(kāi)設(shè)有斜縫，其通 過(guò)斜縫分別與若干個(gè)第一波導(dǎo)相連接；第三層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包含1個(gè)第三波導(dǎo)，該第三波導(dǎo)的 側(cè)面上開(kāi)設(shè)有斜縫，其通過(guò)斜縫分別與每個(gè)第二波導(dǎo)相連接。
[0015] 本發(fā)明所述的單脈沖陣列天線還包含：低頻段和差網(wǎng)絡(luò)，其采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，由 4個(gè)波導(dǎo)T形接頭組成，與所述的低頻段俯仰面波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)連接；高頻段和差網(wǎng)絡(luò)， 其采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，由4個(gè)波導(dǎo)T形接頭組成，與所述的高頻段波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)的第三 層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相連接。
[0016]綜上所述，本發(fā)明提供一種共口徑、結(jié)構(gòu)巧妙的小型化雙頻段共面復(fù)合單脈沖陣 列天線，不但具有較低的副瓣，與單頻單脈沖天線相當(dāng)?shù)妮椛湫?，而且通過(guò)一定的設(shè)計(jì)減 小了兩個(gè)頻段的耦合影響，降低了遠(yuǎn)區(qū)副瓣。因此，本發(fā)明所提供的小型化雙頻段共面復(fù)合 的單脈沖陣列天線，兼具小型化及雙頻特性，布局巧妙，可以滿足在空間兩個(gè)頻段天線陣列 復(fù)合、兼容的需求，具有很強(qiáng)的實(shí)用性及應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明中的小型化雙頻段共面復(fù)合的單脈沖陣列天線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明中的微帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明中的低頻段俯仰面波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明中的波導(dǎo)口天線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明中的波導(dǎo)口天線線陣的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明中的高頻段波導(dǎo)功率合成網(wǎng)絡(luò)的其中一個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合圖1~圖6,詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
[0019] 本發(fā)明提供的小型化雙頻段共面復(fù)合的單脈沖陣列天線，包含：金屬反射板1;低 頻段輻射陣面，設(shè)置在所述的單脈沖陣列天線的最前端，如圖1所示，該低頻段輻射陣面包 含設(shè)置在所述的金屬反射板1上方的多個(gè)微帶天線線陣；低頻段俯仰面波導(dǎo)功率合成網(wǎng) 絡(luò)，設(shè)置在所述的低頻段輻射陣面的下方且與其相連接；高頻段輻射陣面，設(shè)置在所述的低 頻段輻射陣面的下方，包含多個(gè)設(shè)置在金屬反射板1下方的波導(dǎo)口