一種形成數字波束的寬頻帶天線陣的製作方法

2023-12-03 11:38:21

專利名稱：一種形成數字波束的寬頻帶天線陣的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線技術領域，具體涉及一種形成數字波束的寬頻帶天線陣。
背景技術：
隨著通信技術的發展，對天線的方向圖形狀要求越來越嚴格，以完成特殊功能的需要；而且要求天線的帶寬也越來越寬，以滿足跳頻和抗幹擾的需要。實際中，一些特定的方向圖是通過相位加權技術來完成的，但是天線的相位是隨天線的頻率改變而改變的，這必然會導致天線的工作頻率帶寬很窄，如果是通過具體的合成網絡來實現，會面臨很多問題，具體表現在1)網絡本身以及網絡之間的轉換所帶來的損耗非常大，天線的增益低。2)網絡非常複雜，系統往往需要幾十個甚至更多網絡才能滿足某一功能的需要。3)網絡之間相互切換，也帶來了成本的大幅度增益和實現的複雜化。4)網絡上最終得到的幅相與理論上往往存在一定的差異，這種差異也往往使得天線的功能難於接近理想的要求。
發明內容為了克服上述現有技術存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在於，提供一種寬頻帶的數字波束天線陣，該天線陣由多列相同的波導裂縫天線構成，在該天線陣中，除了兩側的波導裂縫天線不激勵外，其餘每列波導裂縫天線的一端接TR組件，另一端接50 Ω的匹配負載。對每一個頻點，在後面的信號處理中，對該頻點下對應的幅度和相位進行補償，即通過改變TR組件中的幅度和相位，合成在該頻點需要的方向圖形形狀。TR組件中不同的幅度和相位對應不同的方向圖形狀當相位分布滿足餘割平方要求時，可得到餘割平方波束；當幅度分布滿足三角形分布時，可得到針形波束；當相位分布依次滯後時，可以得到掃描波束。這種波束是通過天線接收到電磁場，再經過TR組件進行信號處理而形成的，也稱為數字波束。由於這種處理方式可以對不同的頻率進行不同的補償，使得不同頻率下的幅相特性均達到一致，從而能夠實現寬頻特性。為了達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案一種形成數字波束的寬頻帶天線陣，該天線陣由多列波導裂縫天線等間距平行排列而成，波導裂縫天線的背部通過多個平行的鋁杆固定，在波導裂縫天線的窄邊上開有多個傾斜的縫隙，相鄰的縫隙傾斜的方向相反；所述天線陣兩側的兩個波導裂縫天線為閒置天線，除了兩個閒置天線之外，其餘波導裂縫天線的一端接入負載，另一端接入TR組件。本實用新型還包括如下其他技術特徵相鄰的鋁杆之間的距離為鋁杆寬度的4 6倍。所述天線陣中波導裂縫天線的數量為20列。相鄰的波導裂縫天線之間的距離為天線工作頻率的O. 55 O. 6波長。所述波導裂縫天線採用環氧膠粘接鋁杆上，且每個波導裂縫天線的兩側通過螺釘在鋁杆上進行固定。相鄰的波導裂縫天線之間的鋁杆上設有扼流槽，所述扼流槽的深度為四分之一波長。所述波導裂縫天線的波導管採用半高波導管。所述單列波導裂縫天線上相鄰縫隙中點之間的距離小於天線工作頻率的半個波長。現有技術相比，本實用新型的有益效果如下1、在後端處理中，對由頻率改變而引起的相變和幅度進行補償，能夠實現寬頻特性。2、無需通過具體的網絡進行合成，簡化了實現手段，提高了天線的性能。

圖1是本實用新型的結構示意圖(以20陣列為例)。 圖2是本實用新型的天線陣的背面示意圖。圖3是波導裂縫天線的結構示意圖。圖4是波導裂縫天線之間的扼流槽的示意圖。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明。
具體實施方式
以下實施例僅僅是對本實用新型的解釋說明，本實用新型的保護範圍並不僅限於此。如圖1-圖3所示，本實用新型的形成數字波束的寬頻帶天線陣，由多列波導裂縫天線等間距平行排列而成，波導裂縫天線的背部通過多個平行的鋁杆固定，相鄰鋁杆之間的距離為鋁杆寬度的4 6倍。天線陣中波導裂縫天線的數量取決於要求的天線增益的高低，本實施例的天線陣中波導裂縫天線的數量為20列。相鄰波導裂縫天線之間的距離為天線工作頻率的O. 55 O. 6波長。波導裂縫天線可以採用環氧膠粘接鋁杆上，且每個波導裂縫天線的兩側通過螺釘在鋁杆上進行固定。相鄰波導裂縫天線之間的鋁杆上設有扼流槽，所述扼流槽的深度為四分之一波長。如圖2所示，波導裂縫天線的波導管採用國家標準的半高波導管。在波導裂縫天線的窄邊上開有多個傾斜的縫隙，縫隙2的數量取決於要求的天線增益的高低；單列波導裂縫天線上相鄰縫隙中點之間的距離小於天線工作頻率的半個波長；相鄰的縫隙傾斜的方向相反，縫隙傾斜的角度取決於天線要求副瓣的高低。所述天線陣兩側的兩個波導裂縫天線為閒置天線，它們的兩端既不接負載，也不進行激勵。除了天線陣兩側的兩個波導裂縫天線之外，其餘的波導裂縫天線的一端接入50 Ω負載，另一端接入TR組件進行激勵。對每一個頻點下每個波導裂縫天線對應的幅度和相位進行補償，以得到在每一個頻點需要的方向圖形狀(餘割平方波束、針形波束或掃描波束)，並實現寬頻特性。
權利要求1.一種形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，該天線陣由多列波導裂縫天線(I)等間距平行排列而成，波導裂縫天線(I)的背部通過多個平行的鋁杆(4)固定，在波導裂縫天線(I)的窄邊上開有多個傾斜的縫隙(2)，相鄰的縫隙(2)傾斜的方向相反；所述天線陣兩側的兩個波導裂縫天線(I)為閒置天線，除了兩個閒置天線之外，其餘波導裂縫天線(I)的一端接入負載，另一端接入TR組件。
2.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，相鄰的鋁杆(4)之間的距離為鋁杆(4)寬度的4 6倍。
3.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，所述天線陣中波導裂縫天線(I)的數量為20列。
4.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，相鄰的波導裂縫天線(I)之間的距離為天線工作頻率的O. 55 O. 6波長。
5.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，所述波導裂縫天線(I)採用環氧膠粘接鋁杆(4 )上，且每個波導裂縫天線(I)的兩側通過螺釘(5 )在鋁杆(4 ) 上進行固定。
6.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，相鄰的波導裂縫天線(I)之間的鋁杆(4)上設有扼流槽(3)，所述扼流槽(3)的深度為四分之一波長。
7.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，所述波導裂縫天線(I)的波導管採用半高波導管。
8.如權利要求1所述的形成數字波束的寬頻帶天線陣，其特徵在於，所述單列波導裂縫天線(I)上相鄰的縫隙(2)中點之間的距離小於天線工作頻率的半個波長。
專利摘要本實用新型公開了一種形成數字波束的寬頻帶天線陣，該天線陣由多列波導裂縫天線等間距平行排列而成，波導裂縫天線的背部通過多個平行的鋁杆固定，在波導裂縫天線的窄邊上開有多個傾斜的縫隙，相鄰的縫隙傾斜的方向相反；天線陣兩側的兩個波導裂縫天線為閒置天線，除了兩個閒置天線之外，其餘波導裂縫天線的一端接入50Ω負載，另一端接入TR組件；相鄰的鋁杆之間的距離為鋁杆寬度的4～6倍。天線陣中波導裂縫天線的數量為20列。相鄰的波導裂縫天線之間的距離為天線工作頻率的0.55～0.6波長。該天線陣在後端處理中，對由頻率改變而引起的相變和幅度進行補償，實現了寬頻特性。無需通過具體的網絡進行合成，簡化了實現手段，提高了天線的性能。
文檔編號H01Q21/29GK202855902SQ201220473609
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者張建 申請人:西安天偉電子系統工程有限公司