申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2024-03-18

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN118213763A

主分类号：H01Q5/20

分类号：H01Q5/20;H01Q5/50;H01Q1/50;H01Q21/24;H01Q13/10

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.18#公开

摘要：本发明公开了一种双频段高功率微波矩形波导裂隙天线，本发明由N个电磁带隙、开缝脊波导组成。N个电磁带隙周期分布在开缝脊波导的内部两侧；开缝脊波导由矩形波导，金属脊，M根反射杆，2块隔离板，短路波导壁构成。矩形波导的矩形底板，2块矩形中板，矩形上板共同围成矩形通道，矩形上板开有X波段和C波段缝隙；金属脊沿中心轴线方向平铺焊接矩形底板的上表面，M根反射杆连接矩形底板和矩形上板，贴在矩形通道两个侧壁。隔离板将X波段的壁电流和C波段缝隙隔开，电磁带隙为圆柱，N个电磁带隙沿中心轴线方向对称分布于矩形通道两侧。本发明采用单根波导实现了CX双波段辐射，具有高功率容量、高口径效率、高辐射效率特点。

主权项：1.一种双频段高功率微波矩形波导裂隙天线，其特征在于双频段高功率微波矩形波导裂隙天线由N个电磁带隙1、开缝脊波导2组成；定义靠近微波源的一端为双频段高功率微波矩形波导裂隙天线输入端，远离微波源的一端为双频段高功率微波矩形波导裂隙天线输出端；N个电磁带隙1按从输入到输出的顺序周期分布在开缝脊波导2的内部两侧；开缝脊波导2开口的一端与微波源相连作为双频段高功率微波波导缝隙阵列天线的输入端口，另一端为封闭结构；N个电磁带隙1通过螺钉与开缝脊波导2连接固定；N为正整数；开缝脊波导2由矩形波导21，金属脊22，M根反射杆23，2块隔离板24，短路波导壁25构成，均为金属材料制成；M为正整数；矩形波导21由矩形底板211，2块矩形中板212，矩形上板213三部分组成；矩形底板211，2块矩形中板212，矩形上板213共同围成矩形通道214；沿输入到输出方向画矩形通道214的中心轴线OO’，点O在输入端面上，点O’在短路波导壁25上；在输入端面上穿过点O画纵向轴线AA’，AA’垂直于矩形底板211，远离矩形底板211的一端即A端为上端，靠近矩形底板211的一端即A’端为下端；在输入端面上穿过点O画横向轴线BB’，横向轴线BB’垂直于纵向轴线AA’，B端为左端，B’端为右端；矩形波导21的宽度a1小于自由空间波长；矩形底板211为长方体板，宽度等于a1，高度为b1，长度为L0；2块矩形中板212的下表面沿中心轴线OO’方向，关于中心轴线OO’轴对称焊接在矩形底板211上表面的左右两端；矩形中板212是长方体板，宽度为a2，高度为b2，长度等于L0；矩形上板213的下表面沿中心轴线OO’方向，平铺焊接在2块矩形中板212的上表面；矩形上板213为长方体板，宽度等于a1，高度为b3，长度等于L0；矩形底板211、2块矩形中板212、矩形上板213共同围成矩形通道214；矩形底板211、2块矩形中板212、矩形上板213靠近沿轴线OO’的面为内表面；矩形通道214的宽度为a4，高度等于b2，长度等于L0，a4＝a1-2*a2；在矩形上板213上表面沿中心轴线OO’方向挖第一通槽215，第一通槽215的深度为c1，横向宽度为a3；矩形上板213沿AA’方向开有两种缝隙，X波段缝隙216和C波段缝隙217；X波段缝隙216为胶囊型，共有K1个，宽度为w2，长度为L2，深度为c2，两端倒圆角，倒角半径为r4；X波段缝隙216开在第一通槽215的底部表面，分为两列，沿中心轴线OO’方向交错分布在OO’左右两边，相邻X波段缝隙216的横向间距为q3，轴向间距为p3，离输入端面最近的X波段缝隙216到输入端面的轴向间距为s3；C波段缝隙217上部分为矩形，下部分为细胶囊形，共有K2个，分为两列，沿中心轴线OO’方向交错分布在OO’左右两边；C波段缝隙217矩形部分的宽度为w3，长度为L3，深度等于c1，C波段缝隙217矩形部分在远离OO’的侧壁两端倒圆角，倒角半径为r5，C波段缝隙217细胶囊形部分的宽度为w4，长度为L4，深度等于c2，两端倒圆角，倒角半径等于r6；C波段缝隙217位于第一通槽215左右两个侧壁上，C波段缝隙217细胶囊形部分与第一通槽215侧壁的横向间距为w5；相邻C波段缝隙217的横向间距为q4，轴向间距为p4，离输入端面最近的C波段缝隙217到输入端面的轴向间距为s4；X波段缝隙216用于辐射X波段微波，C波段缝隙217用于辐射C波段微波；金属脊22为长方体板，宽度为a5，高度为b5，长度等于L0；沿中心轴线OO’方向平铺焊接在矩形底板211的上表面中轴线上，金属脊22与矩形底板211的连接位置倒圆角，金属脊22顶部也倒圆角，倒角半径均为r2；金属脊22的长度等于L0；金属脊22的宽度a5减小时X波段微波传输变差，金属脊22的高度b5减小时X波段微波传输变差至截止；反射杆23为金属长方体杆，宽度为w1，长度为L1，高度等于矩形中板212的高度b2；M根反射杆23焊接在矩形底板211的上表面，连接矩形底板211和矩形上板213，贴在矩形通道214左右两个侧壁即2块矩形中板212的内表面，分为两列沿中心轴线OO’方向交错分布，反射杆23与矩形中板212的内表面连接位置倒圆角，倒角半径为r3，反射杆23远离矩形中板212的一端倒圆角，倒角半径等于r3；相邻反射杆23的横向间距为q2，轴向间距为p2，距离输入端面最近的反射杆23到输入端面的轴向距离为s2；反射杆23反射杆抵消C波段缝隙的等效电纳，使C波段缝隙处于谐振状态；2块隔离板24完全相同，隔离板24是金属长方体板，2块隔离板24沿中心轴线OO’方向对称分布在矩形上板213上表面，并位于第一通槽215两侧；矩形隔离板24宽度为a6，高度为b6，长度等于L0；隔离板24将X波段的壁电流和C波段缝隙217隔开，避免C波段缝隙对X波段微波传输和辐射的干扰；短路波导壁25焊接在矩形通道214远离微波源的一端，矩形通道214远离微波源的一端封闭；短路波导壁25为金属长方体，宽度等于a1，高度等于b4+b6，厚度为s0，短路波导壁25的上表面沿中心轴线OO’方向挖有3个长方形通槽，分别为第二通槽251和第三通槽252，以及第四通槽253；第二通槽251和第三通槽252的宽度均为a7，深度均为b6，第二通槽251和第三通槽252关于中心轴线OO’对称，位于短路波导壁25上表面左右两端；第四通槽253宽度等于a3，深度为c3，第四通槽253的中轴线与中心轴线OO’在同一竖直平面上，即第四通槽253的中轴线位于短路波导壁25上表面中心位置；电磁带隙1为采用金属材料制备的圆柱，其直径为d，高度为h，顶部倒圆角，倒角半径等于r1；N个电磁带隙1平均分为两列，每列的数目等于N2，沿中心轴线OO’方向，对称分布于矩形通道214左右两侧，用螺钉固定在矩形底板211上表面；两列电磁带隙1的横向间距为q1，同列相邻电磁带隙1的轴向间距为p1，距离输入端面最近的电磁带隙1到输入端面的轴向间距等于s1；电磁带隙1的功能是使X波段微波在两列电磁带隙1之间、金属脊22的四周，使X波段微波沿金属脊22传播；同时使C波段微波透过两列电磁带隙1在整个脊波导2中传输；电磁带隙1的高度h减小时禁带范围向更低频率移动，两列电磁带隙1之间的距离q1减小时X波段微波传输变差至截止，调整电磁带隙1的高度h、两列电磁带隙1之间的距离q1实现禁带范围的改变。

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百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 双频段高功率微波矩形波导裂隙天线

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