專利名稱：高增益斜波束圓極化平板天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該實用新型主要涉及平板天線。
背景技術(shù)：
常見的平板天線主要有兩種類型，微帶型和波導(dǎo)型天線。微帶型天線具有體積小，重量 輕的特點。但是在微波頻段由于介質(zhì)板材的特性，最后天線的損耗大、帶寬窄，因此高增益 微帶天線的制造有面積大、成本高等諸多難點。
而波導(dǎo)型天線主要利用縫隙或喇叭作為天線的輻射單元，由于天線不采用介電襯料，避 免了由此而帶來的損耗，天線整體效率較高。
發(fā)明內(nèi)容
如前所述，由于波導(dǎo)型天線低損耗的特點，因此易于制造高增益天線。但傳統(tǒng)波導(dǎo)型天 線也存在體積大，不易加工的缺點，不利于天線的小型化。同時，傳統(tǒng)天線的最大輯射方向 在天線法線方向，而實際工作中，這類天線在實際工作中特別是用于衛(wèi)星通訊天線時.要跟 蹤地球同步衛(wèi)星工作，往往需要傾斜使用，因此存在著風(fēng)阻大，外型剖面高等缺點，不能完 全滿足車載環(huán)境下的使用。
本發(fā)明中通過引入一種新的圓極化漏波波導(dǎo)輻射單元，并成功與波導(dǎo)功分器相結(jié)合。與 傳統(tǒng)天線相比，既有波導(dǎo)型天線的低損耗特點，又有體積小、重量輕、易加工的優(yōu)點，同時 卜丄l于漏波波導(dǎo)自身特點，研制出一種小型化高增益傾斜波束圓極化平板天線。實際工作過程 中，天線無須傾斜使用，只需平放即可工作。
該天線采用分層結(jié)構(gòu)，使用塑料制作并在表面涂覆導(dǎo)電金屬的方法來制造天線的頂層、 底層導(dǎo)電板。通過這種制造工藝天線整體較輕，批量制造一致性好，且制造成本較低。
該種漏波波導(dǎo)平板陣列天線，包括
一、 底層導(dǎo)電板，其進一步包括
1、 波導(dǎo)功分器部分，與中間層的功分器部分合并構(gòu)成完整的波導(dǎo)功分器結(jié)構(gòu)。
2、 波導(dǎo)輸出口部分，與中間層的輸出口部分合并構(gòu)成天線的輸出口，直接連接后賽的發(fā) 射機或接收機。
3、 波導(dǎo)過渡部分，與中間層及上層的過渡部分合并構(gòu)成過渡波導(dǎo)，使得能量從功分器中 傳遞至輻射波導(dǎo)中。
二、 中間層導(dǎo)電板，被疊在所述底層導(dǎo)電板的上部，具體包括
1、 波導(dǎo)功分器部分，與中間層的功分器部分合并構(gòu)成完整的波導(dǎo)功分器結(jié)構(gòu)。
2、 波導(dǎo)輸出口部分，與中間層的輸出口部分合并構(gòu)成天線的輸出口，直接連接后續(xù)的發(fā) 射機或接收機。
3、 波導(dǎo)過渡部分，與中間層及上層的過渡部分合并構(gòu)成過渡波導(dǎo)，使得能量從功分器中 傳遞至輻射波導(dǎo)中。
三、 頂層導(dǎo)電板，被疊在所述中間層導(dǎo)電板的上部，具體包括-
1、 具有固定長度和寬度，使信號朝中心聚集以便將它們同相疊加輸出的波導(dǎo)槽道；頂部 槽道處具有以固定間隔的十字形交叉形縫隙，與槽道一起構(gòu)成若干漏波波導(dǎo)天線。
2、 連接到所述槽道的波導(dǎo)過渡單元，它的作用是使各個漏波波導(dǎo)的信號能夠傳遞到下層 的功分器中，實現(xiàn)同相疊加，并送往后續(xù)的波導(dǎo)輸出口；
本發(fā)明天線由頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板、底層導(dǎo)電板共同連接而成，頂板上的每個縫 隙均由各個漏波波導(dǎo)進行饋電。在波導(dǎo)功分器中合并，并進入到底部波導(dǎo)輸出口中，使得信 號最終被同相疊加而輸出。
為了保證批量生產(chǎn)性，本發(fā)明天線的頂層、底層導(dǎo)電板均可由塑料制成，且在表面涂覆 導(dǎo)電金屬的方法來制造。但是，為了保證好的電氣性能，本發(fā)明的天線頂層、中間層和底層 3電板也可由金屬材料精密加工制成。


圖1為天線整體結(jié)構(gòu)分解圖，示出了本發(fā)明的漏波波導(dǎo)平板陣列天線的結(jié)構(gòu)。
圖2a為圖1所示的本發(fā)明天線的頂層導(dǎo)電板的仰視圖。
圖2b為圖1所示的本發(fā)明天線的頂層導(dǎo)電板的側(cè)視圖。
圖2c為圖1所示的本發(fā)明天線的頂層導(dǎo)電板的側(cè)視局部放大圖。
圖3a為圖l所示的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的俯視圖。
圖3b為圖1所示的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的仰視圖。
圖3c為圖1所示的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的側(cè)視圖。
圖3d為圖1所示的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的側(cè)視局部放大圖。
圖4a為圖1所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的俯視圖。
圖4b為圖1所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的仰視圖。
圖4c為圖1所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的側(cè)視圖。
圖4d為圖1所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的側(cè)視局部放大圖。
圖5為圖1所示的本發(fā)明天線的組合裝配截面圖。
圖6a為圖1所示的本發(fā)明天線中的波導(dǎo)傳輸線剖面圖1。
圖6b為圖1所示的本發(fā)明天線中的波導(dǎo)傳輸線剖面圖2。
附圖的主要部分中數(shù)字的說明 1:頂層導(dǎo)電板 11:輻射縫隙 12:波導(dǎo)過渡階梯l 2:中間層導(dǎo)電板 21:波導(dǎo)過渡通孔 22:波導(dǎo)功分器部分
23:波導(dǎo)輸出口階梯
3:底層導(dǎo)電板 31:波導(dǎo)過渡階梯2 32:波導(dǎo)功分器部分 33:波導(dǎo)輸出口
具體實施方式
在下文中，將參照附圖對本發(fā)明天線的具體實施方式
進行說明。
圖l為天線整體結(jié)構(gòu)分解圖，示出了本發(fā)明的漏波波導(dǎo)平板陣列天線的結(jié)構(gòu)。圖2a為圖 1所示的本發(fā)明天線的頂層導(dǎo)電板的仰視圖。圖2b為圖1所示的本發(fā)明天線的頂層導(dǎo)電板的 側(cè)視圖。圖2c為圖1所示的本發(fā)明天線的頂層導(dǎo)電板的側(cè)視局部放大圖。圖3a為圖1所示 的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的俯視圖。圖3b為圖1所示的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的仰 視圖。圖3c為圖l所示的本發(fā)明天線的中間層導(dǎo)電板的側(cè)視圖。圖3d為圖l所示的本發(fā)明
天線的中間層導(dǎo)電板的側(cè)視局部放大圖。圖4a為圖1所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的俯視 圖。圖4b為圖l所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的仰視圖。圖4c為圖l所示的本發(fā)明天線 的底層導(dǎo)電板的側(cè)視圖。圖4d為圖l所示的本發(fā)明天線的底層導(dǎo)電板的側(cè)視局部放大圖。圖 5為圖1所示的本發(fā)明天線的組合裝配截面圖。圖6a為圖1所示的本發(fā)明天線中的波導(dǎo)傳 輸線剖面圖1。圖6b為圖1所示的本發(fā)明天線中的波導(dǎo)傳輸線剖面圖2。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的漏波波導(dǎo)平板陣列天線包括頂層導(dǎo)電板1、中間層導(dǎo)電板2、 底層導(dǎo)電板3。天線裝配時，天線的頂層、中間層、底層導(dǎo)電板依次疊在一起，如圖l，圖5 所示。為了傳輸信號，如圖6a所示，具有固定寬度的頂板1槽道與中間層導(dǎo)電板2的上表面 -道形成整體波導(dǎo)傳輸線；此外為降低損耗，中間層與底層的功分器部分組成如圖6所示的 波導(dǎo)傳輸線。
如圖2a,b，c所示，本發(fā)明天線的頂板層1的槽道上，存在若干從頂?shù)降棕灤┑目p隙，從 而與槽道一起形成若干漏波波導(dǎo)11。
根據(jù)本發(fā)明的多重結(jié)構(gòu)漏波波導(dǎo)平板陣列天線的功能如下文所述。
外部頻率信號通過頂層導(dǎo)電板1的縫隙輸入，信號通過縫隙耦合并聚集到空腔形漏波波 導(dǎo)ll，并依次通過波導(dǎo)過渡階梯12，波導(dǎo)過渡通孔21,波導(dǎo)過渡階梯31，傳遞到中間層導(dǎo) 電板22和底層導(dǎo)電板32共同組成的波導(dǎo)功分器中。中間層導(dǎo)電板的波導(dǎo)階梯23直接與波導(dǎo) 功分器的輸出端口相連，將輸出功分器的合成信號直接送往底層導(dǎo)電板中的波導(dǎo)輸出口進行輸出。
形成傳播信號的波導(dǎo)傳輸線的原理分別如圖6a,b所示，中間層導(dǎo)電板2、頂層導(dǎo)電板1 彼此疊在一起。當兩層導(dǎo)電板表面閉合時，波導(dǎo)槽道傳輸線被形成；中間層導(dǎo)電板2、底層 導(dǎo)電板3彼此疊在一起，閉合構(gòu)成另一種波導(dǎo)槽道傳輸線。
如上所述，本發(fā)明天線的波導(dǎo)傳輸線及漏波波導(dǎo)被設(shè)計成由螺栓和螺母接合在一起的雙 層堆疊結(jié)構(gòu)。這樣做的優(yōu)點為，雖然整體天線結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但通過分層方法能夠容易地制 造，而且整體天線的結(jié)構(gòu)較為扁平。與使用介電材料的扁平型天線相比，根據(jù)本發(fā)明的漏波 波導(dǎo)平板陣列天線在帶寬、信號傳輸效率和增益上都較高。
本發(fā)明天線可用于通訊或廣播。與傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)天線相比，本發(fā)明天線通過傾斜波束 技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)天線平放式工作，所使用的分層結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)更好的精度，同時也適合于批 量制造，而且重量可以被顯著減輕，易于安裝又輕便。與傳統(tǒng)天線相比，本發(fā)明制造成本顯 著降低，而且由于其較小的損耗，因此能夠被用作高功率、高增益天線。
權(quán)利要求1、一種高增益斜波束圓極化平板天線，其特征是，整體由分層結(jié)構(gòu)所組成，其中包括頂層導(dǎo)電板，其疊放在天線組合上部，主要包括波導(dǎo)過渡階梯，頂部有十字形輻射縫隙的波導(dǎo)槽道；中間層導(dǎo)電板，主要包括波導(dǎo)過渡通孔，波導(dǎo)功分器部分，波導(dǎo)輸出口階梯；底層導(dǎo)電板，主要包括波導(dǎo)過渡階梯，波導(dǎo)功分器部分，波導(dǎo)輸出口。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種高增益斜波束圓極化平板天線，其特征是，所述波導(dǎo)的頂層、 中IW層、底層導(dǎo)電板由塑料制成，且表面涂覆有導(dǎo)電金屬。
3、 如權(quán)利要求l所述的一種高增益斜波束圓極化平板天線，其特征是，所述頂層、中間 層、底層導(dǎo)電板由金屬材料制成。
4、 如權(quán)利要求l所述的一種高增益斜波束圓極化平板天線，其特征是，所述頂層導(dǎo)電板 上的若干十字形縫隙形成不同的漏波波導(dǎo)，每組由一個波導(dǎo)過渡階梯、通孔和波導(dǎo)功分器端 口進行激勵饋電，所述若干縫隙接收到的信號彼此疊加在一起進行合成輸出。
5、 如權(quán)利要求l所述的一種高增益斜波束圓極化平板天線，其特征是，所述波導(dǎo)的中間 層導(dǎo)電板與底層導(dǎo)電板兩者連接在一起，形成波導(dǎo)功分器，將各個漏波波導(dǎo)的信號進行聚集 并傳輸?shù)讲▽?dǎo)過渡階梯和波導(dǎo)輸出口上，以便信號接收。
6、 如權(quán)利要求l所述的一種高增益斜波束圓極化平板天線，其特征是，所述的中間層導(dǎo) 電板的上表面，與頂層導(dǎo)電板的下表面兩層緊密結(jié)合，從而構(gòu)成完整的波導(dǎo)傳輸饋線。
專利摘要本實用新型主要涉及平板天線。在微波頻段，波導(dǎo)型天線主要利用縫隙或喇叭作為天線的輻射單元，易于實現(xiàn)高增益的天線。但傳統(tǒng)波導(dǎo)型天線也存在體積大，不易加工的缺點。該款天線采用漏波天線原理，將低損耗波導(dǎo)功分器與十字形圓極化天線輻射單元通過波導(dǎo)過渡段進行連接，提高了集成度的同時，提高了天線的輻射效率。天線饋電部分采用分支波導(dǎo)波導(dǎo)功分器形式，同時輻射單元采用漏波天線形式，在實現(xiàn)天線波束傾斜的同時，保證了天線的匹配帶寬和輻射效率，研制出了一種小型化高增益圓極化平板天線。與傳統(tǒng)天線相比，該天線具有體積小，重量輕，易加工的優(yōu)點，是一種新型的具有低成本、高性能的圓極化平板天線，具有廣闊的軍、民用前景。
文檔編號H01Q21/00GK201060941SQ20072010322
公開日2008年5月14日 申請日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者王家齊 申請人:北京海域天華通訊設(shè)備有限公司