(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210643586.8 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 电子科技大 学 地址 610000 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 吴亚飞　游青　宋晓炫　程钰间　 樊勇　王洪斌　何宗锐　杨海宁　 李廷军　赵明华　 (74)专利代理 机构 苏州德萃知识产权代理有限 公司 3262 9 专利代理师 官玉梅 (51)Int.Cl. H01Q 21/06(2006.01) H01Q 1/36(2006.01) G06F 30/20(2020.01)H01Q 1/50(2006.01) (54)发明名称 一种低副瓣波导缝隙阵列天线及设计方法 (57)摘要 本发明提供一种低副瓣波导缝隙阵列天线 及设计方法。 本发明将波导缝隙阵列天线中的辐 射缝隙部分缝隙进行反向偏移， 使缝隙单元分为 同相单元和反相单元。 同相单元和反相单元之间 具有180°的相位差。 通过对同相单元和反相单元 的位置进行优化， 同时实现波导缝隙阵列天线在 平行于电场方向的平面和平行于磁场方向的平 面的二维低副瓣赋形。 本发明具有设计简单、 容 易实现的特点。 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 CN 115189150 A 2022.10.14 CN 115189150 A 1.一种低副瓣波导缝隙阵列天线， 其特征在于， 包括若干根侧面为金属壁， 一端为馈电 端口的波导； 相邻波导之间沿垂直于波导长度方向紧密排布； 每一根波导上表面开有若干 个平行于波导长度方向的尺寸相同的缝隙单元， 所述缝隙单元与波导中线的距离相等； 所 述缝隙单元排布在波导中线两侧， 相 邻两个缝隙单元若在中线的同一侧， 则为反相单元； 相 邻两个缝隙单元若在中线的两侧， 则为同相单元； 通过对同相单元和反相单元 的位置进行 优化， 能够同时实现波导缝隙阵列天线在平行于电场方向和平行于磁场方向的两个平面的 二维低副瓣赋形。 2.根据权利要求1所述的低副瓣波导缝隙阵列天线， 其特征在于： 波导一端接馈电端 口， 另一端接匹配负载或金属壁。 3.根据权利要求1所述的低副 瓣波导缝隙阵列天线， 其特征在于： 相邻 两个缝隙单元沿 上表面中线方向的距离相等。 4.根据权利要求1所述的低副 瓣波导缝隙阵列天线， 其特征在于： 不同波导上的第 一个 缝隙单元距离其对应的馈电端口 的距离相等。 5.根据权利要求1所述的低副 瓣波导缝隙阵列天线， 其特征与于： 所有馈电端口在同一 平面上。 6.根据权利要求1所述的低副瓣波导缝隙阵列天线， 其特征在于： 不同同相单元之间， 对应的缝隙单 元处于对应中线的同一侧。 7.根据权利要求1所述的低副 瓣波导缝隙阵列天线， 其特征在于： 波导之间为等功率馈 电。 8.根据权利要求1所述的低副 瓣波导缝隙阵列天线设计方法， 其特征在于， 通过下述步 骤对同相单 元和反相单 元的位置进行设计： 步骤S1： 根据缝隙阵列规模， 初始化缝隙阵列的相位矩阵为同相矩阵并求解其副瓣电 平， 记为最优副瓣电平； 步骤S2： 在已有的相位矩阵的基础上， 逐一将相位矩阵中的一个同相单元变化为反相 单元并求解对应的副瓣电平， 求 解结束后将反相单 元还原为同相单 元； 步骤S3： 选取步骤S2中的最低 副瓣电平， 记为局部最优副瓣电平； 步骤S4： 若局部最优副瓣电平比最优副瓣电平小， 令最优副瓣电平等于局部最优副瓣 电平， 并按照对应的方式对相位矩阵进 行修改， 返回步骤S2； 若局部最优最优副瓣电平比最 优副瓣电平大， 则停止计算， 输出 此时的相位矩阵和最优副瓣电平。 9.根据权利要求8所述的低副 瓣波导缝隙阵列天线设计方法， 其特征在于， 所述步骤S2 引入贪婪算法， 将问题分解为若干个子 问题， 每个子 问题为对于给定的阵列排布方式及其 激励相位矩阵φ， 将其中一个缝隙天线 进行反向偏移， 求 解副瓣下降最多的激励矩阵φ1。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115189150 A 2一种低副瓣波导缝隙阵列天线 及设计方 法 技术领域 [0001]本发明属于无线通信领域， 具体涉及一种低 副瓣波导缝隙阵列天线及设计方法。 背景技术 [0002]在实际工程应用中， 副瓣电平的高低直接影响了天线的性能。 副瓣电平越低， 说明 天线在不需要的方向上发射或者接收的能量越小。 所以， 低 副瓣是非常有必要的。 [0003]现有基片集成波导缝隙阵列天线的低副瓣设计一般分为E面(平行于电场方向的 平面) 和H面(平行于磁场方向的平面)低副瓣设计两个部分。 在平行于磁场方向的平面进 行赋形时， 需要对每个缝隙单元结构进 行调整， 调整 过程相对繁琐； 在平行于电场方向的平 面进行赋形时， 需要设计不等功率功分器， 设计过程相对复杂。 为解决这些问题， 本发明通 过对部分缝隙进行反向偏移， 使缝隙单元分为同相单元和反相单元。 通过对同相单元和反 相单元的位置进 行优化， 同时实现波导缝隙阵列天线在平行于电场方向的平面和平行于磁 场方向的平面的二维低 副瓣赋形。 发明内容 [0004]鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明提出了一种低副瓣波导缝隙阵列天线及设 计方法。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用的技 术方案为： [0006]一种基于部分缝隙反向偏移的低副瓣波导缝隙阵列天线， 包括若干根侧面为金属 壁， 一端为馈电端口的波导； 相 邻波导之间沿垂 直于波导长度方向紧密排布； 每一根波导上 表面开有若干个平行于波导长度方向的尺寸相同的矩形缝隙单元， 所述矩形缝隙单元与波 导中线的距离相等； 所述缝隙单元排布在波导中线两侧， 相邻两个缝隙单元若在中线的同 一侧， 则为反相单元； 相邻两个缝隙单元若在中线的两侧， 则为同相单元； 通过对同相单元 和反相单元的位置进 行优化， 能够同时实现波导缝隙阵列天线在平行于电场方向的平面和 平行于磁场方向的平面的二维低 副瓣赋形。 [0007]优选地， 所述波导 一端接馈电端口， 另一端接匹配负载或金属壁。 [0008]优选地， 相邻两个缝隙单 元沿上表面中线方向的距离相等。 [0009]优选地， 不同波导上的第一个缝隙单 元距离其对应的馈电端口 的距离相等。 [0010]优选地， 所有馈电端口在同一平面上。 [0011]优选地， 不同 同相单元之间， 对应的缝隙单 元处于对应中线的同一侧。 [0012]优选地， 波导之间为 等功率馈电。 [0013]本申请还涉及一种低副瓣波导缝隙阵列天线设计方法， 通过下述步骤对同相单元 和反相单 元的位置进行优化： [0014]步骤S1： 根据缝隙阵列规模， 初始化缝隙阵列的相位矩阵为同相矩阵并求解其副 瓣电平， 记为 最优副瓣电平； [0015]步骤S2： 在已有的相位矩阵的基础上， 逐一将相位矩阵中的一个同相单元变化为说　明　书 1/5 页 3 CN 115189150 A 3