本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種低剖面天線。

背景技術(shù)：

在無線通信系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)靈活、方便的通信手段，需要天線具有體積小、重量輕、功能全的特點(diǎn)。

在現(xiàn)有的天線設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)在水平和俯仰方向都進(jìn)行波束掃描，這就需要天線在水平方向和俯仰方向都能夠轉(zhuǎn)動(dòng)；也可以天線自身的俯仰方向不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而利用相控陣技術(shù)來實(shí)現(xiàn)波束掃描。就目前的需求，市場(chǎng)上出現(xiàn)了不少用于動(dòng)中通(移動(dòng)中的衛(wèi)星地面站通信)系統(tǒng)的天線產(chǎn)品。動(dòng)中通技術(shù)是在例如汽車、艦船、飛機(jī)、導(dǎo)彈等移動(dòng)載體上隨時(shí)隨地與衛(wèi)星通信。而天線是動(dòng)中通技術(shù)的關(guān)鍵之一。根據(jù)對(duì)動(dòng)中通系統(tǒng)天線產(chǎn)品的應(yīng)用需求，低剖面、易共形的是其發(fā)展方向。

現(xiàn)有的用于動(dòng)中通的天線產(chǎn)品有高、中、低三種剖面，例如Trackstar等公司的動(dòng)中通天線產(chǎn)品。但是這些動(dòng)中通天線產(chǎn)品的剖面都比較高。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中天線剖面較高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中天線剖面較高的問題，本實(shí)用新型提出一種低剖面天線，能夠具有更低剖面。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種，包括：H面喇叭饋電部分；與H面喇叭饋電部分連接的平行板波導(dǎo)；以及覆蓋于平行板波導(dǎo)上方的縫隙式輻射層；其中，H面喇叭饋電部分形成輸入矩形波導(dǎo)至平行板波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)向縫隙式輻射層饋電，且平行板波導(dǎo)的下基板的厚度線性增加以在平行板波導(dǎo)的內(nèi)部形成傾斜表面。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)的下基板的最大厚度小于平行板波導(dǎo)的上基板與平行板波導(dǎo)的下基板之間的最大距離。

在一個(gè)實(shí)施例中，縫隙式輻射層包括多個(gè)等間距設(shè)置且相互平行的橫向枝節(jié)以形成進(jìn)行輻射的平面縫隙波導(dǎo)。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)的內(nèi)部為介質(zhì)填充。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)的內(nèi)部為空氣填充。

在一個(gè)實(shí)施例中，H面喇叭饋電部分包括：多個(gè)隔離元件，多個(gè)隔離元件中任意兩個(gè)相鄰的隔離元件之間的距離相等，任意兩個(gè)相鄰的隔離元件之間形成多個(gè)串聯(lián)連接且相互隔離的輸出端口。

在一個(gè)實(shí)施例中，H面喇叭饋電部分還包括：對(duì)應(yīng)設(shè)置于多個(gè)輸出端口中心軸線上的多個(gè)金屬短柱。

在一個(gè)實(shí)施例中，介質(zhì)包括：FR4、F4B、聚四氟乙烯和陶瓷之中的任意一種。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)隔離元件均為T字形結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，縫隙式輻射層為CTS輻射層。

本實(shí)用新型通過采用高度較低的平行板波導(dǎo)、并在平行板波導(dǎo)上形成縫隙式輻射層，并采用高度低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的H面喇叭饋電部分進(jìn)行饋電，能夠降低天線的輪廓高度，從而具有更低剖面；并通過在平行板波導(dǎo)的內(nèi)部形成傾斜表面，使本實(shí)用新型的低剖面天線在掃面角度改變時(shí)，降低增益衰減的幅度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

應(yīng)該注意的是，這些附圖意在示出在某些示例性的實(shí)施例中使用的方法、結(jié)構(gòu)和/或材料的一般特性，并且用于補(bǔ)充下面所提供的文字描述。然而，這些附圖不是成比例繪制，并且不可能精確反應(yīng)任意給定實(shí)施例的精確結(jié)構(gòu)或性能特性，并且不應(yīng)該被解釋為通過示例性的實(shí)施例對(duì)包含的意義或?qū)傩缘姆秶M(jìn)行限定或限制。在多個(gè)附圖中使用的相似或相同的參考標(biāo)號(hào)意在表明相似或相同的元件或部件。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低剖面天線的俯視示意圖；

圖2是圖1的側(cè)視示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低剖面天線的E面方向的仿真圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種低剖面天線。

如圖1和圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低剖面天線包括：H面喇叭饋電部分10、與H面喇叭饋電部分10的輸出部分連接的平行板波導(dǎo)20，其中饋電部分10與平行板波導(dǎo)20的側(cè)面相連接，低剖面天線還包括覆蓋于平行板波導(dǎo)20上表面的縫隙式輻射層30；其中，H面喇叭饋電部分10形成輸入矩形波導(dǎo)40至平行板波導(dǎo)20的轉(zhuǎn)換；以及平行板波導(dǎo)20向縫隙式輻射層30饋電，且平行板波導(dǎo)20的下基板22的厚度自電磁波的輸入端向輸出端線性增加以在平行板波導(dǎo)20的內(nèi)部形成傾斜表面。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，通過采用高度較低的平行板波導(dǎo)20、并在平行板波導(dǎo)20上表面形成縫隙式輻射層30，并采用高度低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的H面喇叭饋電部分10進(jìn)行饋電，能夠降低天線的輪廓高度，從而具有更低剖面；并通過在平行板波導(dǎo)20的內(nèi)部形成傾斜表面，使本實(shí)用新型的低剖面天線在掃面角度改變時(shí)，降低增益衰減的幅度。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)20的下基板22的最大厚度小于平行板波導(dǎo)20的上基板21與平行板波導(dǎo)20的下基板22之間的最大距離。

本實(shí)用新型的低剖面天線也可以包括其他輔助部分，例如可以包括平行板波導(dǎo)20的支撐部分、外圍結(jié)構(gòu)的緊固部分以及接口轉(zhuǎn)換部分等；本實(shí)用新型的低剖面天線的各部分的材質(zhì)及其之間的連接可以適當(dāng)選擇，例如H面喇叭饋電部分10可以為全金屬機(jī)械加工結(jié)構(gòu)，通過螺釘、焊接或插接等方式與平行板波導(dǎo)20進(jìn)行連接；縫隙式輻射層30可通過膠粘結(jié)等方式固定覆蓋在平行板波導(dǎo)20上。

輸入矩形波導(dǎo)40是用金屬材料制成的截面為矩形、內(nèi)空外封閉的腔體，可以用于傳輸頻率很高的電磁波信號(hào)，能夠使高頻的電磁波在傳輸過程中的衰減很小。電磁波按縱向場(chǎng)分量的有無可以分為TE波、TM波和TEM波三種，矩形波導(dǎo)中只能傳輸TE波和TM波、而不能傳輸TEM波。因此需要通過H面喇叭饋電部分10完成輸入矩形波導(dǎo)40至平行板波導(dǎo)20的轉(zhuǎn)換。

具體的，在實(shí)際工程應(yīng)用中，矩形波導(dǎo)的主模是TE₁₀模，H面喇叭饋電部分10實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)40的TE₁₀模到平行板波導(dǎo)20的TEM波的轉(zhuǎn)換，同時(shí)矩形波導(dǎo)40通過平行板波導(dǎo)20向縫隙式輻射層30進(jìn)行饋電，使得包括多個(gè)平面縫隙波導(dǎo)32的縫隙式輻射層30將TEM波的能量輻射到指定的區(qū)域。

在一個(gè)實(shí)施例中，H面喇叭饋電部分10可以包括：多個(gè)隔離元件11，多個(gè)隔離元件11中任意兩個(gè)相鄰的隔離元件11之間的距離相等，任意兩個(gè)相鄰的隔離元件11之間形成多個(gè)串聯(lián)連接且相互隔離的輸出端口12，電磁波通過該輸出端口12進(jìn)入平行板波導(dǎo)20。在一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，該饋電部分10為一個(gè)梯形導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，其靠近矩形波導(dǎo)40的寬度較小，而靠近平行板波導(dǎo)20的寬度較大。

優(yōu)選地，多個(gè)隔離元件11均為T字形結(jié)構(gòu)。T字形結(jié)構(gòu)在饋電部分10和平行板波導(dǎo)20的連接位置上進(jìn)行設(shè)置，每個(gè)T字形結(jié)構(gòu)沿饋電部分10和平行板波導(dǎo)20的連接位置等間隔分布，且每個(gè)T字形隔離單元11中的“丨”部分均指向平行板波導(dǎo)20，每個(gè)T字形隔離單元11的“一”部分位于同一直線上。

在一個(gè)實(shí)施例中，H面喇叭饋電部分10還包括：對(duì)應(yīng)設(shè)置于多個(gè)輸出端口12中心軸線上的多個(gè)金屬短柱13。金屬短柱13可以抑制電磁波在傳輸過程中產(chǎn)生高次模。

較佳的，金屬短柱13設(shè)置在各個(gè)T字形隔離單元11的T字形隔離單元11的“一”部分所在的直線上。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)20的內(nèi)部可以為介質(zhì)填充。

具體地，上述用于填充的介質(zhì)可包括：FR4、F4B、聚四氟乙烯和陶瓷之中的任意一種。

在一個(gè)實(shí)施例中，平行板波導(dǎo)20的內(nèi)部可以為空氣填充。使用無介質(zhì)填充即空氣填充的平行板波導(dǎo)，能夠具有較低的傳輸損耗，能夠減輕天線的整體重量。

在一個(gè)實(shí)施例中，縫隙式輻射層30包括多個(gè)等間距設(shè)置且相互平行的橫向枝節(jié)31以形成進(jìn)行輻射的平面縫隙波導(dǎo)32。

優(yōu)選地，縫隙式輻射層30為CTS(Continue Transverse Stub，連續(xù)橫向枝節(jié))輻射層。進(jìn)一步地，CTS輻射層包括多個(gè)等間距設(shè)置且相互平行的橫向枝節(jié)31以形成進(jìn)行輻射的平面縫隙波導(dǎo)32。CTS輻射層通過在平行板波導(dǎo)20上設(shè)置連續(xù)的多個(gè)橫向枝節(jié)31，其中多個(gè)橫向枝節(jié)31的截面均為凸字形。多個(gè)橫向枝節(jié)31使得沿著縱向傳播的TEM波被連續(xù)的橫向枝節(jié)31所阻斷，并在橫向枝節(jié)31之間感應(yīng)出位移電流，該位移電流在橫向枝節(jié)31周圍激勵(lì)起等效的電場(chǎng)，并輻射電磁場(chǎng)。CTS天線具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輻射效率高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，調(diào)整橫向枝節(jié)31的位置分布可以對(duì)本實(shí)用新型的低剖面天線的波束寬度和副瓣電平進(jìn)行控制。

如圖3所示，是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的低剖面天線的E面方向的仿真圖，其中橫坐標(biāo)Theta表示方位角的角度，縱坐標(biāo)Gain表示增益，俯仰角Phi的角度為90度(deg)。從圖3中可以看出本實(shí)用新型的低剖面天線輻射的方向性很好，增益可以達(dá)到35dB以上。本實(shí)用新型的低剖面天線可以應(yīng)用于動(dòng)中通系統(tǒng)中。

綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，通過采用高度較低的平行板波導(dǎo)20、并在平行板波導(dǎo)20上形成縫隙式輻射層30，并采用高度低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的H面喇叭饋電部分10進(jìn)行饋電，能夠降低天線的輪廓高度，從而具有更低剖面；并通過在平行板波導(dǎo)20的內(nèi)部形成傾斜表面，使本實(shí)用新型的低剖面天線在掃面角度改變時(shí)，降低增益衰減的幅度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。