專利名稱：旁瓣電平可控平板天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旁瓣電平可控平板天線，屬于衛(wèi)星通信用平板天線的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍大，通信容量大，傳輸質(zhì)量高，組網(wǎng)方便迅速，便于實現(xiàn)全球無縫鏈接等優(yōu)點(diǎn)。隨著衛(wèi)星通信信道容量的增加以及C，Ku頻段業(yè)務(wù)的擁擠，L, C，X，Ku等頻段不能滿足高速，寬帶，小口徑終端等應(yīng)用要求。越來越需要工作于更高頻段，具有較大帶寬和較高頻譜效率的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。Ka頻段衛(wèi)星通信因其具有可提供的帶寬大，通信容量大，波束窄，終端尺寸小，軌道平面內(nèi)可容納的衛(wèi)星多和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，成為未來衛(wèi)星通信的必然趨勢?，F(xiàn)有衛(wèi)星通信用平板天線饋電網(wǎng)絡(luò)均由等分T型節(jié)級聯(lián)而成，口徑為等幅同相分布，其旁瓣電瓶約為-13.5dB，無法滿足衛(wèi)星通信中-14dB的旁瓣要求，進(jìn)而導(dǎo)致目前國內(nèi)生產(chǎn)的平板天線在衛(wèi)通系統(tǒng)中無法入網(wǎng)。波導(dǎo)型縫隙輻射天線，與傳統(tǒng)常用的普通反射面天線相比，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，較高的輻射效率，緊湊的天線結(jié)構(gòu)，較低的天線饋電損耗，良好的功率容量等優(yōu)越性。目前，平板天線以其體積小，攜帶方便，效率高等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的應(yīng)用?？紤]到臨星干擾，衛(wèi)星通信用平板天線對于旁瓣、近區(qū)旁瓣電平包絡(luò)都有嚴(yán)格要求。傳統(tǒng)波導(dǎo)饋電背腔平板天線， 采用等功分、反相功分器級聯(lián)組成饋電網(wǎng)絡(luò)，對天線單元進(jìn)行等幅、同相饋電，天線效率高，但第一旁瓣電平、近區(qū)旁瓣電平包絡(luò)無法達(dá)到衛(wèi)通的要求。這也直接導(dǎo)致了平板天線的在衛(wèi)星通信系統(tǒng)難以入網(wǎng)、使用率不高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種旁瓣電平可控平板天線，該平板天線對天線單元輻射強(qiáng)度進(jìn)行加權(quán)處理，采用漸削分布實現(xiàn)旁瓣電平控制的目的。技術(shù)術(shù)語解釋:旁瓣控制原理:根據(jù)泰勒(Taylor)綜合法，在天線陣列口徑輻射強(qiáng)度符合一定的分布時，可達(dá)到旁瓣控制的效果。功分比的確定:根據(jù)泰勒(Taylor)綜合法,計算出天線陣列各單元的輻射強(qiáng)度，根據(jù)輻射強(qiáng)度，確定各級公分器(反相不等功分T型節(jié))功率分配比，按照功分比設(shè)計各級功分器。本發(fā)明的技術(shù)方案在于:一種旁瓣電平可控平板天線，包括了輻射層、耦合層和饋電網(wǎng)絡(luò)；在所述的輻射層上設(shè)有輻射器，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)包括級聯(lián)的反相不等功分波導(dǎo)功分器，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)通過耦合層對輻射層饋電；所述反相不等功分波導(dǎo)功分器，包括T形波導(dǎo)，所述T形波導(dǎo)包括三個以T形排列的矩形波導(dǎo)，其中水平?jīng)_齊設(shè)置的2個矩形波導(dǎo)的上表面為階梯式臺階結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用旁瓣控制原理，通過級聯(lián)的反相不等功分波導(dǎo)功分器實現(xiàn)對天線單元輻射強(qiáng)度的控制。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的輻射器為縫隙天線。本發(fā)明所述的縫隙天線由矩形諧振腔激勵，每個諧振腔激勵四個縫隙天線，皆為最大偏執(zhí)；所述耦合層將饋電波導(dǎo)中的能量耦合到諧振腔中，從而實現(xiàn)對諧振腔的激勵。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述階梯式臺階結(jié)構(gòu)包括2級臺階，所述2級臺階的臺階高度和臺階寬度可調(diào):通過調(diào)節(jié)每級臺階的寬度，以實現(xiàn)對反相、不等功分波導(dǎo)功分器輸出端相位的控制；通過調(diào)節(jié)每級臺階的高度，以實現(xiàn)對反相、不等功分波導(dǎo)功分器輸出端功分比的控制。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明所述旁瓣電平可控平板天線，通過對天線單元輻射強(qiáng)度進(jìn)行加權(quán)處理，采用漸削分布實現(xiàn)旁瓣電平控制，其中所述饋電網(wǎng)絡(luò)通過利用反相不等功分波導(dǎo)功分器對天線輻射單元的幅度進(jìn)行控制，從而獲得需要的口徑分布，達(dá)到控制旁瓣電平的目的。該天線的主要特點(diǎn)是，高增益，高效率，旁瓣可控。從圖5中可以看出，幅度加權(quán)后，旁瓣電平及近區(qū)旁瓣。


圖1是本發(fā)明所述旁瓣電平可控平板天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述反相不等功分波導(dǎo)功分器的平面示意圖；圖4是本發(fā)明所述反相不等功分波導(dǎo)功分器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本發(fā)明所述旁瓣電平可控平板天線和現(xiàn)有平板天線方向圖比較；在圖1-4中，1、T形波導(dǎo)；1-1、1-2、1-3均為矩形波導(dǎo)；2、階梯式臺階結(jié)構(gòu)；2_1、臺階;wl、w2均為每級臺階的寬度；hl、h2均為每級臺階的高度；3、輻射層；4、縫隙天線；5、耦合層；6、饋電網(wǎng)絡(luò)；7、反相不等功分波導(dǎo)功分器。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。實施例、如圖1-4所示。一種旁瓣電平可控平板天線，包括了輻射層3、耦合層5和饋電網(wǎng)絡(luò)6;在所述的輻射層3上設(shè)有輻射器，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)包括級聯(lián)的反相不等功分波導(dǎo)功分器7，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)6通過耦合層5對輻射層3饋電；所述反相不等功分波導(dǎo)功分器7，包括T形波導(dǎo)I，所述T形波導(dǎo)包括三個以T形排列的矩形波導(dǎo)1-1、矩形波導(dǎo)1-2和矩形波導(dǎo)1-3，其中水平?jīng)_齊設(shè)置的矩形波導(dǎo)1-1和矩形波導(dǎo)1-2的上表面為階梯式臺階結(jié)構(gòu)2。所述的輻射器為縫隙天線4。所述階梯式臺階結(jié)構(gòu)2包括2級臺階2-1，所述2級臺階的臺階高度hl、h2和臺階寬度wl、w2可調(diào):通過調(diào)節(jié)每級臺階的寬度wl、w2,以實現(xiàn)對反相、不等功分波導(dǎo)功分器輸出端相位的控制；通過調(diào)節(jié)每級臺階的高度h1、h2，以實現(xiàn)對反相、不等功分波導(dǎo)功分器輸出端功分比的控制。其中表I列出的分別是:本發(fā)明所述一種旁瓣電平可控平板天線中反相、不等功分波導(dǎo)功分器作為級聯(lián)功分 器時，各個臺階寬度、高度所對應(yīng)的波導(dǎo)功分器輸出端的功分比。表1:
權(quán)利要求
1.一種旁瓣電平可控平板天線，包括了輻射層、耦合層和饋電網(wǎng)絡(luò)；在所述的輻射層上設(shè)有輻射器，其特征在于，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)包括級聯(lián)的反相不等功分波導(dǎo)功分器，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)通過耦合層對輻射層饋電；所述反相不等功分波導(dǎo)功分器，包括T形波導(dǎo)，所述T形波導(dǎo)包括三個以T形排列的矩形波導(dǎo)，其中水平?jīng)_齊設(shè)置的2個矩形波導(dǎo)的上表面為階梯式臺階結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旁瓣電平可控平板天線，其特征在于，所述的輻射器為縫隙天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旁瓣電平可控平板天線，其特征在于，所述階梯式臺階結(jié)構(gòu)包括2級臺階，所述2級臺階的臺階高度和臺階寬度可調(diào):通過調(diào)節(jié)每級臺階的寬度，以實現(xiàn)對反相、不等功分波導(dǎo)功分器輸出端相位的控制；通過調(diào)節(jié)每級臺階的高度，以實現(xiàn)對反相、不等功分波導(dǎo)功分器輸出端功分比的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旁瓣電平可控平板天線，包括了輻射層、耦合層和饋電網(wǎng)絡(luò)；在所述的輻射層上設(shè)有輻射器，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)包括級聯(lián)的反相不等功分波導(dǎo)功分器，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)通過耦合層對輻射層饋電；所述反相不等功分波導(dǎo)功分器，包括T型波導(dǎo)，所述T型波導(dǎo)包括三個以T型排列的矩形波導(dǎo)，其中水平?jīng)_齊設(shè)置的兩個矩形波導(dǎo)的上表面為階梯式臺階結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述旁瓣電平可控平板天線，通過利用反相不等功分波導(dǎo)功分器對天線輻射單元的幅度進(jìn)行控制，從而獲得需要的口徑分布，達(dá)到控制旁瓣電平的目的。該天線的主要特點(diǎn)是，高增益，高效率，旁瓣可控。
文檔編號H01P5/12GK103236584SQ20131013515
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者薛麗麗, 吳超, 周玲玲, 楊猛 申請人:山東國威衛(wèi)星通信有限公司