单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线的制作方法

本发明属阵列天线，具体涉及一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线。

背景技术：

1、相控阵系统因其快速波束扫描、同时多功能、可模块化等特点已广泛应用于通信、雷达、电子对抗等领域，随着各型产品功能的不断拓宽，超宽带、宽角扫描、多极化等已渐渐成为阵列天线设计的。

2、用于侦查设备等接收系统的阵列天线要求具备圆极化、双极化或斜极化辐射特性，以应对未知极化的来波。现阶段的超宽带斜极化阵列天线常用以下几种方式：

3、(1)双极化阵列天线合成斜极化；

4、(2)线极化阵列天线+极化转换器；

5、(3)线极化阵列旋转一定角度。

6、上述第一种方案用于相控阵系统时通道数量相对单线极化翻倍，成本大幅增加；第二种方案天线剖面高度受极化器影响会大幅增加，转化效率不高且功率容量受限；第三种方案成本和尺寸能够得到控制，但矩形栅格旋转后会变成三角栅格，后方组件复杂度增加。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线。每个天线单元采用二维对称结构，且水平极化面和垂直极化面的结构保持一致，通过一个端口进行激励，实现水平极化波和垂直极化波的自合成，每个天线单元由馈电匹配部分和辐射腔体部分构成，结构简单，能够实现单元级别的斜极化辐射特性，组阵后为规整的矩形栅格。本发明的阵列天线工作频段可覆盖9倍频以上，阵列规模足够的前提下可实现工作频段内二维±45°波束扫描。

2、一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线，其特征在于：采用模块化设计，以一个斜极化单元为一个模块，所有模块组阵成规整的矩形栅格；其中，每个天线单元采用二维对称结构，且水平极化面和垂直极化面的结构保持一致，通过一个端口进行激励；每个天线单元由馈电匹配部分和辐射部分构成，其中，馈电匹配部分由馈电同轴结构(1)、渐变匹配槽(2)和反射腔体(3)组成。

3、优选地，通过结构设计实现水平极化波和垂直极化波的自合成，实现斜极化辐射特性。

4、优选地，所述的辐射部分(4)为渐变型开口槽，采用高阶贝塞尔曲线结构，相比传统的指数型曲线，可更灵活地调节曲线形状。

5、优选地，采用不规则的模块划分，其中，反射腔体(3)横跨相邻模块。

6、本发明的有益效果是：通过二维对称结构实现垂直和水平极化的自功分及极化合成，两个切面相同的结构能够实现等幅同相的传输，避免了外接功分器带来的损耗和幅相误差，实现单元级别的斜极化辐射特性；由于在辐射部分的渐变结构中引入高阶贝塞尔曲线结构，能够实现更灵活、更大范围的曲线形状调节，更好地与自由空间匹配，具有更好的匹配调节能力；由于采用模块化设计，便于加工和组装；由于采用不规则的模块划分，解决反射腔体跨越相邻模块的问题，且能够增加结构稳定性。

技术特征：

1.一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线，其特征在于：采用模块化设计，以一个斜极化单元为一个模块，所有模块组阵成规整的矩形栅格；其中，每个天线单元采用二维对称结构，水平极化面和垂直极化面的结构保持一致，通过一个端口进行激励；每个天线单元由馈电匹配部分和辐射部分构成，其中，馈电匹配部分由馈电同轴结构(1)、渐变匹配槽(2)和反射腔体(3)组成。

2.如权利要求1所述的一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线，其特征在于：通过结构设计实现水平极化波和垂直极化波的自合成，实现斜极化辐射特性。

3.如权利要求1所述的一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线，其特征在于：所述的辐射部分(4)为渐变型开口槽，采用高阶贝塞尔曲线结构，可更灵活地调节曲线形状。

4.如权利要求1所述的一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线，其特征在于：采用不规则的模块划分，其中，反射腔体(3)横跨相邻模块。

技术总结本发明提供了一种单元级斜极化超宽带矩形栅格阵列天线。每个天线单元采用二维对称结构，水平极化面和垂直极化面的结构保持一致，通过一个端口进行激励，实现水平极化波和垂直极化波的自合成，每个天线单元由馈电匹配部分和辐射腔体部分构成，结构简单，能够实现单元级别的斜极化辐射特性，组阵后为规整的矩形栅格。本发明的阵列天线工作频段可覆盖9倍频以上，阵列规模足够的前提下可实现工作频段内二维±45°波束扫描。技术研发人员：蒋凯,李哲,周锦文,陶静,张志宏受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七二三研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/26