一種Ka頻段的平板天線陣列的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種Ka頻段的平板天線陣列包括：第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、喇叭輻射器：其中第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)和第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)由多個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)級聯(lián)而成；喇叭輻射器的個數(shù)與波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對應(yīng)；每個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)有兩個輸出端，喇叭輻射器有兩個輸入端；喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端分別連接第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)與第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端口。本發(fā)明的天線陣列具有高效率、低剖面、高增益、窄波束、易加工、跨寬頻帶等特點。
【專利說明】一種Ka頻段的平板天線陣列

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種Ka頻段的平板天線陣列，可用作Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)地面端的靜中通、動中通系統(tǒng)前端，屬于微波天線【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用Ka頻段的衛(wèi)星通信技術(shù)擁有其他頻段不具備的優(yōu)勢，如相比于傳統(tǒng)的Ku頻段通信衛(wèi)星，Ka頻段衛(wèi)星能夠支持的通信節(jié)點數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ku頻段。而且，Ka頻段通信衛(wèi)星具有4倍于Ku頻段衛(wèi)星的通信帶寬。工作于K a頻段的通信衛(wèi)星采用點波束后，單個點波束能夠覆蓋250km?100km半徑的區(qū)域，能夠提供10?25倍的頻率復(fù)用，能夠支持更小巧的終端設(shè)備。因此，一顆Ka頻段通信衛(wèi)星具備相當(dāng)于20?30顆普通通信衛(wèi)星的能力。
[0003]衛(wèi)星通信系統(tǒng)的地面端，較為常見的通信系統(tǒng)前端為反射面形式或平板形式。其中，反射面形式的通信前端口徑效率較低，體積較大，副瓣無法控制，遠(yuǎn)區(qū)旁瓣差。而目前見諸報道的各種形式的平板天線，口徑效率一直較低(65%以下)，體積也比較大，當(dāng)有圓極化需求時，天線陣列的厚度將更厚。另外，目前應(yīng)用中的平板天線重量一直是最大的問題，難以克服。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種Ka頻段的平板天線陣列，該天線陣列具有高效率、低剖面、高增益、窄波束、易加工、跨寬頻帶等特點。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]一種Ka頻段的平板天線陣列包括:第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、喇叭輻射器:其中第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)和第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)由多個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)級聯(lián)而成；喇叭輻射器的個數(shù)與波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對應(yīng)；每個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)有兩個輸出端，喇叭輻射器有兩個輸入端；
[0007]喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端分別連接第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)與第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端口。
[0008]所述喇叭輻射器包括喇叭輻射器端口、喇叭輻射器側(cè)壁、喇叭輻射器饋電端口、波導(dǎo)正交模耦合器、第一調(diào)諧塊、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口、側(cè)壁波導(dǎo)、第二調(diào)諧塊、方波導(dǎo)底面饋電端口、彎波導(dǎo)、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊；
[0009]喇叭輻射器端口位于喇叭輻射器側(cè)壁的前段；喇叭輻射器饋電端口的一端與喇叭輻射器側(cè)壁的后端相連；喇叭輻射器饋電端口的另一端與波導(dǎo)正交模耦合器的一端相連；
[0010]第一調(diào)諧塊位于波導(dǎo)正交模耦合器內(nèi)；緊貼在波導(dǎo)正交模耦合器與喇叭輻射器饋電端口相連一端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁內(nèi)表面；
[0011]第一調(diào)諧塊所在的波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁的對側(cè)壁與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口的一端相連；波導(dǎo)正交模耦合器與喇叭輻射器饋電端口相連一端的對側(cè)端與方波導(dǎo)底面饋電端口的一端相連；
[0012]側(cè)壁波導(dǎo)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口的另一端相連用于通過方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口為波導(dǎo)正交模耦合器饋電；側(cè)壁波導(dǎo)寬邊所在平面平行于波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁所在平面；
[0013]第二調(diào)諧塊緊貼在側(cè)壁波導(dǎo)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口相連端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及側(cè)壁波導(dǎo)輸入端口的對側(cè)端的內(nèi)表面；第二調(diào)諧塊長度與側(cè)壁直波導(dǎo)的寬邊長度相同；
[0014]彎波導(dǎo)為彎折波導(dǎo)；彎波導(dǎo)與方波導(dǎo)底面饋電端口的另一端相連用于通過方波導(dǎo)底面饋電端口為波導(dǎo)正交模耦合器饋電；彎波導(dǎo)窄邊所在的平面與波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁所在平面垂直；
[0015]彎波導(dǎo)調(diào)諧塊為立方體結(jié)構(gòu)，緊貼彎波導(dǎo)的彎折處的內(nèi)表面，彎波導(dǎo)調(diào)諧塊底面緊貼彎波導(dǎo)的底面，調(diào)諧塊的一頂角與彎波導(dǎo)的一個底角重合。
[0016]所述波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)包括輸入波導(dǎo)，輸出波導(dǎo)，調(diào)諧結(jié)構(gòu)；
[0017]輸入波導(dǎo)以一定形式與輸出波導(dǎo)相互連接,并且輸出波導(dǎo)兩端關(guān)于輸入波導(dǎo)的中心線對稱；
[0018]調(diào)諧結(jié)構(gòu)為位于輸出波導(dǎo)表面的凹陷結(jié)構(gòu)，其位于輸出波導(dǎo)與輸入波導(dǎo)連接位置對側(cè)的表面上；
[0019]每級波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)工作在主模模式；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)為立方體凹陷結(jié)構(gòu)。
[0020]所述輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)相互連接的形式分為三種:
[0021](a)所述輸入波導(dǎo)立方體結(jié)構(gòu),輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)垂直連接,并在輸出波導(dǎo)端口的表面添加調(diào)諧臺階，調(diào)諧臺階位于調(diào)諧結(jié)構(gòu)所在的輸出波導(dǎo)表面一側(cè)；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)的長為波長，高為十分之一波長，寬為輸出波段寬度；所述調(diào)諧臺階的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長；
[0022](b)所述輸入波導(dǎo)為異形結(jié)構(gòu)，其外輪廓線由兩段相互外切的四分之一圓弧連接組成；同時在輸出波導(dǎo)與輸入波導(dǎo)的連接位置加入新的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)的長約為二分之一波長，高約為十分之一波長，所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長;
[0023](C)所述輸入波導(dǎo)梯形結(jié)構(gòu)，輸入波導(dǎo)以非垂直的角度與輸出波導(dǎo)相互連接所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長；所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的長約為二十分之一波長，寬為輸出波段寬度，高約為二十分之一波長。
[0024]所述第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)和第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中的多個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)可以采用輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)三種連接形式中的任意一種波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)；
[0025]喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端分別與第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端口進(jìn)行連接的方式如下:第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中最后一級的波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出波導(dǎo)分別連接側(cè)壁波導(dǎo)和彎波導(dǎo)輸入端口 ；側(cè)壁波導(dǎo)和彎波導(dǎo)輸入端口作為喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端。
[0026]所述喇叭輻射器端口為具有一定厚度的導(dǎo)體薄片連接組成的立方體結(jié)構(gòu)；所述喇叭輻射器饋電端口、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口、方波導(dǎo)底面饋電端口為方形端口，高度為1mm。
[0027]所述喇叭輻射器側(cè)壁、喇叭輻射器饋電端口、波導(dǎo)正交模耦合器的中心對稱線重八口 ο
[0028]所述波導(dǎo)正交模耦合器為截面為方形的長方體波導(dǎo)；第一調(diào)諧塊長度與波導(dǎo)正交模耦合器的方形截面邊長相同。
[0029]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0030](I)本發(fā)明采用多層天線陣列結(jié)構(gòu)，通過上下兩層跨越極寬頻帶的具有駐波賦形能力多級波導(dǎo)E面T形結(jié)級聯(lián)組成的功分網(wǎng)絡(luò)以及正交模耦合器來實現(xiàn)天線的圓極化工作要求，使得陣列省去了圓極化器的結(jié)構(gòu)，極大的降低了陣列的剖面高度，同時實現(xiàn)了一般天線形式不能達(dá)到的覆蓋超寬頻帶的特性，以及實現(xiàn)了該天線陣列具有高效率、低剖面、高增益、窄波束、易加工、跨寬頻帶等特點；同時采用螺釘對各層進(jìn)行連接，在波導(dǎo)寬邊對稱切開后，可以采用機(jī)銑工藝加工，對整機(jī)的電性能完全沒有影響，降低了加工難度，減少了加工成本，更適合于大規(guī)模生產(chǎn)加工，適用性更強(qiáng)。
[0031](2)本發(fā)明通過喇叭輻射器端口和喇叭輻射器側(cè)壁組成的喇叭輻射器結(jié)構(gòu)使得耦合進(jìn)來的電磁場分布更加均勻，進(jìn)而實現(xiàn)了高口徑效率的喇叭輻射器，本發(fā)明喇叭輻射器的口徑效率能夠在較寬的頻帶內(nèi)達(dá)到85 %，遠(yuǎn)遠(yuǎn)使得天線輻射口面的效率高于傳統(tǒng)的拋物面、平板衛(wèi)星通信天線。
[0032](3)本發(fā)明通過采用新穎簡單的方波導(dǎo)正交模耦合器以及多個調(diào)諧塊，省略了傳統(tǒng)正交模耦合器中的電感、膜片等結(jié)構(gòu)，使得加工難度、成本均有大幅度降低，實用性更強(qiáng)，可以適用于各種復(fù)雜的安裝環(huán)境。
[0033](4)本發(fā)明采用跨越極寬頻帶的具有駐波賦形能力多級波導(dǎo)E面T形結(jié)級聯(lián)組成的功分網(wǎng)絡(luò)，具有在整個覆蓋的頻段上邊頻響應(yīng)良好，中心頻段響應(yīng)較差的特性，能夠滿足Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作需求。
[0034](5)本發(fā)明的整個功率分配網(wǎng)絡(luò)由波導(dǎo)E面T形結(jié)級聯(lián)而成，結(jié)構(gòu)簡單，同時整個網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧量均由側(cè)壁上凹陷的調(diào)諧結(jié)構(gòu)或者突出的調(diào)諧臺階調(diào)節(jié)，不包含探針、膜片等加工難度高的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明加工簡單，節(jié)省了成本，實用性大大增強(qiáng)。
[0035](6)本發(fā)明的整個波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)工作在主模式，可以在寬邊中心線處切開進(jìn)行基于機(jī)銑工藝加工，切開后的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)依靠螺釘結(jié)構(gòu)連接，而不會影響波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的電性能。
[0036](7)本發(fā)明的輸入波導(dǎo)可以采用異形處理，當(dāng)排布網(wǎng)絡(luò)空間有限時，可以對網(wǎng)絡(luò)的各部分進(jìn)行彎折、彎曲等處理方式，大大節(jié)省了設(shè)計空間，提高了適應(yīng)性；同時采用異形處理時增加新的調(diào)諧結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)多種結(jié)構(gòu)，通用性更強(qiáng)，。
[0037](8)本發(fā)明在波導(dǎo)輸出端口可以根據(jù)需求進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，該調(diào)整所引起的影響采用調(diào)節(jié)臺階和調(diào)諧結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，這樣該網(wǎng)絡(luò)就可以適用于多種應(yīng)用。
[0038](9)本發(fā)明的波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)采用彎曲異形處理時，通過增加新的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，既可以做成等幅功分，做成不等幅功分的，以適用于更多應(yīng)用，適用性更強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明喇叭輻射器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)垂直連接的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0042]圖4為本發(fā)明輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)彎曲連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖5為本發(fā)明輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)以一定角度連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖6為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程和工作原理做進(jìn)一步解釋:
[0046]如圖1所示，一種Ka頻段的平板天線陣列包括:第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、喇叭輻射器:其中第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)和第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)由多個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)級聯(lián)而成；喇叭輻射器的個數(shù)與波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對應(yīng)；每個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)有兩個輸出端，喇叭輻射器有兩個輸入端；
[0047]喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端分別連接第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)與第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端口。
[0048]喇叭輻射器
[0049]如圖2所示，喇叭輻射器包括喇叭輻射器端口 1、喇叭輻射器側(cè)壁2、喇叭輻射器饋電端口 3、波導(dǎo)正交模稱合器4、第一調(diào)諧塊5、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6、側(cè)壁波導(dǎo)7、第二調(diào)諧塊8、方波導(dǎo)底面饋電端口 9、彎波導(dǎo)10、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊11 ；
[0050]喇叭輻射器端口 I位于喇叭輻射器側(cè)壁2的前段；喇叭輻射器饋電端口 3的一端與喇叭輻射器側(cè)壁2的后端相連；喇叭輻射器饋電端口 3的另一端與波導(dǎo)正交模耦合器4的一端相連；
[0051]第一調(diào)諧塊5位于波導(dǎo)正交模I禹合器4內(nèi)；緊貼在波導(dǎo)正交模I禹合器4與喇機(jī)福射器饋電端口 3相連一端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁內(nèi)表面；
[0052]第一調(diào)諧塊5所在的波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁的對側(cè)壁與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口6的一端相連；波導(dǎo)正交模稱合器4與喇ΠΛ福射器饋電端口 3相連一端的對側(cè)端與方波導(dǎo)底面饋電端口9的一端相連；
[0053]側(cè)壁波導(dǎo)7與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6的另一端相連用于通過方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口6為波導(dǎo)正交模耦合器4饋電；側(cè)壁波導(dǎo)7寬邊所在平面平行于波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁所在平面；
[0054]第二調(diào)諧塊8緊貼在側(cè)壁波導(dǎo)7與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6相連端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及側(cè)壁波導(dǎo)7輸入端口的對側(cè)端的內(nèi)表面；第二調(diào)諧塊8長度與側(cè)壁直波導(dǎo)7的寬邊長度相同；
[0055]彎波導(dǎo)10為彎折波導(dǎo)；彎波導(dǎo)10與方波導(dǎo)底面饋電端口 9的另一端相連用于通過方波導(dǎo)底面饋電端口 9為波導(dǎo)正交模耦合器4饋電；彎波導(dǎo)10窄邊所在的平面與波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁所在平面垂直；
[0056]彎波導(dǎo)調(diào)諧塊11為立方體結(jié)構(gòu)，緊貼彎波導(dǎo)10的彎折處的內(nèi)表面，彎波導(dǎo)調(diào)諧塊11底面緊貼彎波導(dǎo)10的底面，調(diào)諧塊11的一頂角與彎波導(dǎo)的一個底角重合。
[0057]喇叭輻射器端口 I為具有一定厚度的導(dǎo)體薄片連接組成的立方體結(jié)構(gòu)；喇叭輻射器饋電端口 3、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6、方波導(dǎo)底面饋電端口 9為方形端口，高度為1mm。
[0058]喇叭輻射器側(cè)壁2、喇叭輻射器饋電端口 3、波導(dǎo)正交模耦合器4的中心對稱線重八口 ο
[0059]波導(dǎo)正交模稱合器4為截面為方形的長方體波導(dǎo)；第一調(diào)諧塊5長度與波導(dǎo)正交模耦合器4的方形截面邊長相同。
[0060]波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)
[0061]如圖6所示，波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)由多級波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)級聯(lián)而成，前一級波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端連接后一級波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸入端；
[0062]波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)包括輸入波導(dǎo)12，輸出波導(dǎo)13，調(diào)諧結(jié)構(gòu)14 ；
[0063]輸入波導(dǎo)12以一定形式與輸出波導(dǎo)13相互連接,并且輸出波導(dǎo)14兩端關(guān)于輸入波導(dǎo)12的中心線對稱；
[0064]調(diào)諧結(jié)構(gòu)14為位于輸出波導(dǎo)13表面的凹陷結(jié)構(gòu),其位于輸出波導(dǎo)13與輸入波導(dǎo)12連接位置對側(cè)的表面上；
[0065]每級波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)工作在主模模式；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)14為立方體凹陷結(jié)構(gòu)。
[0066]輸入波導(dǎo)12與輸出波導(dǎo)13相互連接的形式分為三種:
[0067](a)如圖3所不,輸入波導(dǎo)立方體結(jié)構(gòu),輸入波導(dǎo)12與輸出波導(dǎo)13垂直連接,并在輸出波導(dǎo)13端口的表面添加調(diào)諧臺階15，調(diào)諧臺階15位于調(diào)諧結(jié)構(gòu)14所在的輸出波導(dǎo)13表面一側(cè)；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)14的長為波長，高為十分之一波長，寬為輸出波段寬度；所述調(diào)諧臺階15的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長；
[0068]將調(diào)諧臺階15的高度值進(jìn)行固定，然后對調(diào)諧結(jié)構(gòu)14的尺寸進(jìn)行優(yōu)選，關(guān)注工作頻段內(nèi)典型頻點的駐波值，過程如表1所示。
[0069]表1調(diào)諧結(jié)構(gòu)3尺寸對應(yīng)的回波值變化(VSWR)
[0070]

【權(quán)利要求】
1.一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征在于包括:第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、喇叭輻射器:其中第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)和第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)由多個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)級聯(lián)而成；喇叭輻射器的個數(shù)與波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對應(yīng)；每個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)有兩個輸出端，喇叭輻射器有兩個輸入端； 喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端分別連接第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)與第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征在于:所述喇叭輻射器包括喇叭輻射器端口(I)、喇叭輻射器側(cè)壁(2)、喇叭輻射器饋電端口(3)、波導(dǎo)正交模耦合器(4)、第一調(diào)諧塊(5)、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)、側(cè)壁波導(dǎo)(7)、第二調(diào)諧塊(8)、方波導(dǎo)底面饋電端口(9)、彎波導(dǎo)(10)、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊(11)； 喇叭輻射器端口(I)位于喇叭輻射器側(cè)壁(2)的前段；喇叭輻射器饋電端口(3)的一端與喇叭輻射器側(cè)壁(2)的后端相連；喇叭輻射器饋電端口(3)的另一端與波導(dǎo)正交模耦合器(4)的一端相連； 第一調(diào)諧塊(5)位于波導(dǎo)正交模耦合器(4)內(nèi)；緊貼在波導(dǎo)正交模耦合器(4)與喇叭輻射器饋電端口(3)相連一端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁內(nèi)表面； 第一調(diào)諧塊(5)所在的波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁的對側(cè)壁與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)的一端相連；波導(dǎo)正交模I禹合器(4)與喇機(jī)福射器饋電端口 3相連一端的對側(cè)端與方波導(dǎo)底面饋電端口(9)的一端相連； 側(cè)壁波導(dǎo)(7)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)的另一端相連用于通過方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)為波導(dǎo)正交模耦合器(4)饋電；側(cè)壁波導(dǎo)(7)寬邊所在平面平行于波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁所在平面； 第二調(diào)諧塊(8)緊貼在側(cè)壁波導(dǎo)(7)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)相連端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及側(cè)壁波導(dǎo)(7)輸入端口的對側(cè)端的內(nèi)表面；第二調(diào)諧塊(8)長度與側(cè)壁直波導(dǎo)(7)的寬邊長度相同； 彎波導(dǎo)(10)為彎折波導(dǎo)；彎波導(dǎo)(10)與方波導(dǎo)底面饋電端口(9)的另一端相連用于通過方波導(dǎo)底面饋電端口(9)為波導(dǎo)正交模耦合器(4)饋電；彎波導(dǎo)(10)窄邊所在的平面與波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁所在平面垂直； 彎波導(dǎo)調(diào)諧塊(11)為立方體結(jié)構(gòu)，緊貼彎波導(dǎo)(10)的彎折處的內(nèi)表面，彎波導(dǎo)調(diào)諧塊(11)底面緊貼彎波導(dǎo)(10)的底面，調(diào)諧塊(11)的一頂角與彎波導(dǎo)的一個底角重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征在于:所述波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)包括輸入波導(dǎo)(12)，輸出波導(dǎo)(13)，調(diào)諧結(jié)構(gòu)(14)； 輸入波導(dǎo)(12)以一定形式與輸出波導(dǎo)(13)相互連接,并且輸出波導(dǎo)(14)兩端關(guān)于輸入波導(dǎo)(12)的中心線對稱； 調(diào)諧結(jié)構(gòu)(14)為位于輸出波導(dǎo)(13)表面的凹陷結(jié)構(gòu),其位于輸出波導(dǎo)(13)與輸入波導(dǎo)(12)連接位置對側(cè)的表面上； 每級波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)工作在主模模式；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)(14)為立方體凹陷結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征還在于:所述輸入波導(dǎo)(12)與輸出波導(dǎo)(13)相互連接的形式分為三種: (a)所述輸入波導(dǎo)立方體結(jié)構(gòu)，輸入波導(dǎo)(12)與輸出波導(dǎo)(13)垂直連接,并在輸出波導(dǎo)(13)端口的表面添加調(diào)諧臺階(15)，調(diào)諧臺階(15)位于調(diào)諧結(jié)構(gòu)(14)所在的輸出波導(dǎo)(13)表面一側(cè)；所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)(14)的長為波長，高為十分之一波長，寬為輸出波段寬度；所述調(diào)諧臺階15的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長； (b)所述輸入波導(dǎo)(12)為異形結(jié)構(gòu)，其外輪廓線由兩段相互外切的四分之一圓弧連接組成；同時在輸出波導(dǎo)(13)與輸入波導(dǎo)(12)的連接位置加入新的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)(16);所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)(14)的長約為二分之一波長，高約為十分之一波長，所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)(16)的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長； (c)所述輸入波導(dǎo)梯形結(jié)構(gòu)，輸入波導(dǎo)(12)以非垂直的角度與輸出波導(dǎo)(13)相互連接所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)(16)的寬為輸出波段寬度，高約為十分之一波長；所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)(14)的長約為二十分之一波長，寬為輸出波段寬度，高約為二十分之一波長。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于Ka頻段的平板陣列天線單元，其特征在于:所述第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)和第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中的多個波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)可以采用輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)三種連接形式中的任意一種波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)； 喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端分別與第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出端口進(jìn)行連接的方式如下:第一層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)、第二層波導(dǎo)功率分配網(wǎng)絡(luò)中最后一級的波導(dǎo)E面T形結(jié)構(gòu)的輸出波導(dǎo)(13)分別連接側(cè)壁波導(dǎo)(7)和彎波導(dǎo)(10)輸入端口 ；側(cè)壁波導(dǎo)(7)和彎波導(dǎo)(10)輸入端口作為喇叭輻射器的兩個波導(dǎo)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征在于:所述喇叭輻射器端口(I)為具有一定厚度的導(dǎo)體薄片連接組成的立方體結(jié)構(gòu)；所述喇叭輻射器饋電端口(3)、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)、方波導(dǎo)底面饋電端口(9)為方形端口，高度為1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征在于:所述喇叭輻射器側(cè)壁(2)、喇叭輻射器饋電端口(3)、波導(dǎo)正交模耦合器(4)的中心對稱線重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Ka頻段的平板天線陣列，其特征在于:所述波導(dǎo)正交模耦合器(4)為截面為方形的長方體波導(dǎo)；第一調(diào)諧塊(5)長度與波導(dǎo)正交模耦合器(4)的方形截面邊長相同。
【文檔編號】H01Q13/02GK104201477SQ201410412631
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】史永康, 李鵬飛, 王奇?zhèn)? 劉昊 申請人:北京遙測技術(shù)研究所, 航天長征火箭技術(shù)有限公司