專利名稱：一種波導(dǎo)饋電縫隙天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，特別是一種由高矮相間的矩形波導(dǎo)組成的緊湊型波導(dǎo)饋電縫隙天線。
背景技術(shù)：
波導(dǎo)饋電的縫隙天線可以實現(xiàn)朝向大平片單側(cè)的輻射。波導(dǎo)中傳輸TElO模，波導(dǎo)的寬帶L必須大于二分之一波長(以傳遞能量)而又小于波長(以抑制高次模的傳輸)。沿寬度方向水平伸展的縫隙，在導(dǎo)體片的法向方向上輻射垂極化波。這種波導(dǎo)饋電縫隙天線的關(guān)鍵是實現(xiàn)輸入矩形波導(dǎo)與縫隙(即輻射端ロ)的阻抗匹配。傳統(tǒng)的做法是在高度方向漸變，或者在二者之間添加四分之一波長阻抗變換器，進而可以實現(xiàn)阻抗匹配。為了展寬工作頻帶，國內(nèi)外的普遍做法是添加多節(jié)阻抗變換器，理論上講，多節(jié)變換器的級數(shù)越多，其匹 配頻帶越寬，因η節(jié)變換器有η個變換段、(η+1)個連接面，相應(yīng)地有(η+1)個反射波，這些反射波返回到始端時，彼此以一定的相位(取決于其行程差)和幅度相疊加，振幅很小、相位各異的眾多反射波疊加的結(jié)果總會有ー些波彼此抵消或部分抵消，從而使總反射波在較寬的頻帶內(nèi)保持較小的值。這種變換器的主要缺點是頻帶增寬的同時，尺寸的增大和成本的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種結(jié)構(gòu)緊湊的波導(dǎo)饋電縫隙天線，其尺寸小，成本低。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，包括輸入矩形波導(dǎo)，輻射端ロ，以及連接二者的至少2節(jié)連接矩形波導(dǎo)段，所述連接矩形波導(dǎo)段兩兩相互連接，輸入矩形波導(dǎo)的高度小于輻射端ロ的高度；所述連接矩形波導(dǎo)段的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導(dǎo)段的TElO模的波導(dǎo)波長C，B<C /6。因為B彡C /6，所以本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加緊湊。與輸入矩形波導(dǎo)相連的連接矩形波導(dǎo)段的高度大于輸入矩形波導(dǎo)的高度。與輻射端ロ相連的連接矩形波導(dǎo)段的高度小于輻射端ロ的高度。將連接矩形波導(dǎo)段分別與輸入矩形波導(dǎo)和輻射端ロ形成高度差，可形成電容結(jié)構(gòu)。從輸入矩形波導(dǎo)向輻射端ロ方向，所有的連接矩形波導(dǎo)段的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導(dǎo)段存在高度之差A(yù)，A > 30%。即在相鄰兩個連接矩形波導(dǎo)段中，靠近輸入矩形波導(dǎo)的連接矩形波導(dǎo)段的高度比靠近輻射端ロ的連接矩形波導(dǎo)段的高度高，即他們之間存在高度差，其高度差為A。為了減少連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)，達到小型化阻抗變換器設(shè)計的目的，其中相鄰的兩個連接矩形波導(dǎo)段的高度差必須有個較大的值，形成ー個突變，從而需要的連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)即會減少。經(jīng)過實驗研究得出，高度差A(yù)為30%吋，為較佳狀態(tài)，即靠近輸入矩形波導(dǎo)的連接矩形波導(dǎo)段的高度比靠近輻射端ロ的連接矩形波導(dǎo)段的高度高30%。圖4為節(jié)數(shù)與高度差的對比表，本發(fā)明中的高度差A(yù)為30%吋，出現(xiàn)突變現(xiàn)象。即連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)變小，在高度差A(yù)為10%到30%之間時，使用的連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)基本都在十幾節(jié)以上，當(dāng)高度差A(yù)為30%時，節(jié)數(shù)變?yōu)?節(jié)，同時其他參數(shù)不受影響，因此將高度差A(yù) ^ 30%時，有利于波導(dǎo)阻抗變換器的小型化設(shè)計。進ー步的，為了減小本發(fā)明的體積，從輸入矩形波導(dǎo)向輻射端ロ方向，較高的連接矩形波導(dǎo)段從高度的方向向軸向彎折。其中軸向為輸入矩形波導(dǎo)指向輻射端ロ方向或輻射端ロ指向輸入矩形波導(dǎo)方向。進ー步的，本發(fā)明還可使得所有的連接矩形波導(dǎo)段從高度的方向向軸向彎折。這樣，連接矩形波導(dǎo)段形成彎曲結(jié)構(gòu)，這樣相比本發(fā)明中的連接矩形波導(dǎo)段不彎曲的情況下，體積更小。進ー步的，為了使得本發(fā)明方便加工，可進行大批量的生產(chǎn)，所述輸入矩形波導(dǎo)、輻射端ロ方向，以及連接矩形波導(dǎo)段的寬度相同。本發(fā)明的工作原理電磁波信號從輸入矩形波導(dǎo)進入，在連接矩形波導(dǎo)段中的不連續(xù)性處，將會產(chǎn)生反射波，這些反射波返回到變換器始端時，彼此以一定的相位(取決于其行程差)和幅度相疊加，振幅較大、相位各異的眾多反射波相互疊加的結(jié)果總會有ー些波彼此抵消或部分抵消，從而使總反射波在較寬的頻帶內(nèi)保持較小的值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于各矩形波導(dǎo)的連接面存在較大的不連續(xù)性，使本發(fā)明可以在頻帶內(nèi)滿足對一定反射系數(shù)的設(shè)計要求，并且連接矩形波導(dǎo)段的長度小于工作頻帶最高工作頻率處該連接波導(dǎo)段的主模TElO模的波導(dǎo)波長的1/6。


圖I為本發(fā)明的縱向剖面圖。圖2為圖I的完全對稱情況示意圖。圖3為圖I其中一個較高的波導(dǎo)從高度方向向軸向彎折的示意圖。圖4為節(jié)數(shù)與高度差的對比表。圖5為波導(dǎo)饋電縫隙天線的體積與連接矩形波導(dǎo)段長度關(guān)系表。圖中的標(biāo)號分別表示為1、輸入矩形波導(dǎo)；2、輻射端ロ ；3、連接矩形波導(dǎo)段。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進ー步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明實施方式不限于此。實施例如圖1、2、3、4、5所示，圖I中的一表示為長度方向，丨表示為高度方向， 表示為從紙面外指向紙面里的寬度方向。為了將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做的更加緊湊，因此，本發(fā)明設(shè)計的ー種波導(dǎo)饋電縫隙天線，包括輸入矩形波導(dǎo)I，輻射端ロ 2，以及連接二者的至少2節(jié)連接矩形波導(dǎo)段3，所述連接矩形波導(dǎo)段3兩兩相互連接，輸入矩形波導(dǎo)I的高度小于輻射端ロ 2的高度；所述連接矩形波導(dǎo)段3的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導(dǎo)段3的TElO模的波導(dǎo)波長CK 1/6C。與輸入矩形波導(dǎo)I相連的連接矩形波導(dǎo)段3的高度大于輸入矩形波導(dǎo)I的高度。、與輻射端ロ 2相連的連接矩形波導(dǎo)段3的高度小于輻射端ロ 2的高度。將連接矩形波導(dǎo)段3分別與輸入矩形波導(dǎo)I和輻射端ロ 2形成高度差，可形成電容結(jié)構(gòu)。從輸入矩形波導(dǎo)I向輻射端ロ 2方向，所有的連接矩形波導(dǎo)段3的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導(dǎo)段3存在高度之差A(yù)，A ^ 30%。即在相鄰兩個連接矩形波導(dǎo)段中，靠近輸入矩形波導(dǎo)I的連接矩形波導(dǎo)段的高度比靠近輻射端ロ 2的連接矩形波導(dǎo)段的高度高，即他們之間存在高度差，其高度差為A。為了減少連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)，達到小型化阻抗變換器設(shè)計的目的，其中相鄰的兩個連接矩形波導(dǎo)段的高度差必須有個較大值，形成一個突變，從而需要的連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)即會減少。經(jīng)過實驗研究得出，高度差A(yù)為30%時，為較佳狀態(tài)，即靠近輸入矩形波導(dǎo)I的連接矩形波導(dǎo)段的高度比靠近輻射端ロ 2的連接矩形波導(dǎo)段的高度高30%，圖4為節(jié)數(shù)與高度差的對比表，本發(fā)明中的高度差A(yù)為30%吋，出現(xiàn)突變現(xiàn)象。即連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)變小，在高度差A(yù)為10%到30%之間時，使用的連接矩形波導(dǎo)段的節(jié)數(shù)基本都在十幾節(jié)以上，當(dāng)高度差A(yù)為30%時，節(jié)數(shù)變?yōu)?節(jié)，同時其他參數(shù)不受影響，因此將高度差A(yù) ^ 30%時，有利于波導(dǎo)阻抗變換器的小型化設(shè)計。 如圖5所示，基于上述機構(gòu)設(shè)計的一種緊湊型波導(dǎo)饋電縫隙天線；圖5為波導(dǎo)饋電縫隙天線的體積與連接矩形波導(dǎo)段長度關(guān)系表，從圖5中，我們看出，當(dāng)B ^ C/6時，即B為C/6或C/7或C/8或C/9或C/10時，波導(dǎo)饋電縫隙天線的體積越來越小。進ー步的，為了使得本發(fā)明方便加工，可進行大批量的生產(chǎn)，所述輸入矩形波導(dǎo)I、輻射端ロ 2方向，以及連接矩形波導(dǎo)段3的寬度相同。進ー步的，為了減小本發(fā)明的體積，從輸入矩形波導(dǎo)I向輻射端ロ 2方向，較高的連接矩形波導(dǎo)段從高度的方向向軸向彎折。其中軸向為輸入矩形波導(dǎo)I指向輻射端ロ 2方向或輻射端ロ 2指向輸入矩形波導(dǎo)I方向。進ー步的，本發(fā)明還可使得所有的連接矩形波導(dǎo)段從高度的方向向軸向彎折。如上所述便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，其特征在于包括輸入矩形波導(dǎo)(1)，輻射端口(2)，以及連接二者的至少2節(jié)連接矩形波導(dǎo)段(3)，所述連接矩形波導(dǎo)段(3)兩兩相互連接，輸入矩形波導(dǎo)(I)的高度小于輻射端口(2)的高度；所述連接矩形波導(dǎo)段(3)的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導(dǎo)段(3)的TElO模的波導(dǎo)波長C，B < C/6。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，其特征在于與輸入矩形波導(dǎo)(I)相連的連接矩形波導(dǎo)段(3)的高度大于輸入矩形波導(dǎo)(I)的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，其特征在于與輻射端口(2)相連的連接矩形波導(dǎo)段(3)的高度小于輻射端口(2)的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，其特征在于從輸入矩形波導(dǎo)(I)向輻射端口(2)方向，所有的連接矩形波導(dǎo)段(3)的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導(dǎo)段(3)存在高度之差A(yù)，A > 30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，其特征在于從輸入矩形波導(dǎo)(I)向輻射端口(2)方向，較高的連接矩形波導(dǎo)段從高度的方向向軸向彎折。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，其特征在于所述輸入矩形波導(dǎo)(I)、輻射端口(2)，以及連接矩形波導(dǎo)段(3)的寬度相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種波導(dǎo)饋電縫隙天線，包括輸入矩形波導(dǎo)，輻射端口，以及連接二者的至少2節(jié)連接矩形波導(dǎo)段，所述連接矩形波導(dǎo)段兩兩相互連接，輸入矩形波導(dǎo)的高度小于輻射端口的高度；所述連接矩形波導(dǎo)段的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導(dǎo)段的TE10模的波導(dǎo)波長C，B≤C/6。本發(fā)明的有益效果在于各矩形波導(dǎo)的連接面存在較大的不連續(xù)性，使本發(fā)明可以在頻帶內(nèi)滿足對一定反射系數(shù)的設(shè)計要求，并且連接矩形波導(dǎo)段的長度小于最高工作頻率處該連接波導(dǎo)段的主模TE10模的波導(dǎo)波長的1/6。
文檔編號H01Q13/10GK102709680SQ20121020109
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者吳濤, 王清源, 譚宜成 申請人:成都賽納賽德科技有限公司