線福射單元a#P a4并行饋電。這兩個一級功分器S11和S 12的輸入支路分別通過縱向傳輸線連接至二級功分器S 21的兩條輸出支路，即通過二級功分器S21向一級功分器S ^和S 12并行饋電。
[0028]圖2示出了沿圖1所示剖面線A-A’剖開的截面示意圖。圖2中可以看到，天線輻射單元a” a2、a3、a4位于同一平面上。向天線福射單元a n 82并行饋電的一級功分器S ^和向天線輻射單元a3、&4并行饋電的一級功分器S 12位于另一個平面上，該平面與天線輻射單元&1、a2、a3、a4所在的平面平行，從下方向天線輻射單元進行饋電。二級功分器S 21位于最下方的平面上，向一級功分器S11和S 12并行饋電，從而形成了縱向的饋電網(wǎng)絡(luò)。
[0029]盡管圖1和圖2中的一級和二級功分器分別具有一條輸入支路和兩條輸出支路，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，也可以采用具有更多輸出支路的功分器。而且也不僅限于兩級并行饋電。
[0030]圖3示出了采用微帶線作為縱向功分器—個示例性實施例。其中輸入支路I1通過縱向結(jié)構(gòu)F i耦合至兩條輸出支路O iJP O 12，輸出支路(^和O 12位于同一平面上，而輸入支路I1位于其下方的另一平面上，相對于輸出支路UP O 12平行延伸，構(gòu)成了一縱向功分器Sp由圖3可見，左側(cè)輸出支路％的金屬導(dǎo)電條的寬度比右側(cè)輸出支路O12的金屬導(dǎo)電條的寬度要窄，從而使得左側(cè)輸出支路O11的阻抗高于右側(cè)輸出支路O 12的阻抗。由輸入支路^饋入的能量在耦合區(qū)域被分成兩路，向右側(cè)輸出支路O 12分出的能量要大于向左側(cè)輸出支路O11分出的能量，從而通過輸出支路的微帶線的不同的幾何構(gòu)造實現(xiàn)了不等分的縱向功分器。采用帶狀線作為輸出支路的原理與微帶線相類似，這里不再贅述。
[0031]圖4示出了采用金屬波導(dǎo)管作為縱向功分器S2的另一個實施例。圖4中的金屬波導(dǎo)管具有矩形橫截面，輸入支路I2通過耦合端口 F2耦合至兩條輸出支路O 21和O22，輸出支路021和0 22位于同一平面上，而輸入支路12位于其下方的另一平面上，相對于輸出支路02 !和022平行延伸，構(gòu)成了一縱向功分器S2。由圖4可見，耦合端口匕被設(shè)置在金屬波導(dǎo)管矩形橫截面的長邊一側(cè)。另外，在兩條輸出支路021和O22之間的過渡區(qū)域內(nèi)設(shè)置了一波阻礙結(jié)構(gòu)T (邊框)，使得左側(cè)輸出支路O21在波阻礙結(jié)構(gòu)T位置處的金屬波導(dǎo)管的空腔橫截面的面積小于右側(cè)輸出支路O22的金屬波導(dǎo)管空腔橫截面。這樣，由于從輸入支路I 2饋入的能量向左側(cè)輸出支路O21的傳導(dǎo)在波阻礙結(jié)構(gòu)T處受阻，將向右側(cè)輸出支路O22反射，使得向右側(cè)輸出支路O22分配的能量高于向左側(cè)輸出支路O 21分配的能量，從而現(xiàn)了不等分的縱向功分器。
[0032]假設(shè)縱向功分器兩條輸出支路上的分功比(即具有較小功率分配的輸出支路與具有較大功率分配的輸出支路上的功率分配之比)為1: N，通過優(yōu)化設(shè)計輸出支路的幾何結(jié)構(gòu)，例如改變帶狀線或微帶線金屬導(dǎo)電帶的寬度、或者調(diào)整波導(dǎo)管內(nèi)波阻礙結(jié)構(gòu)的形狀和/或位置，能夠?qū)崿F(xiàn)N的取值為1.3 < N < 10。這樣，經(jīng)由多級不等分縱向功分器的并行功率分配，可以降低天線的旁瓣水平，以滿足微波系統(tǒng)應(yīng)用的要求。
[0033]采用基片集成波導(dǎo)管作為輸出支路的原理與金屬波導(dǎo)管相類似，但其中的波阻礙結(jié)構(gòu)是由位于基片集成波導(dǎo)管中的過孔結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，從而使得向一側(cè)輸出支路分配的能量高于向另一側(cè)輸出支路分配的能量，實現(xiàn)不等分的縱向功分器。
[0034]本發(fā)明所建議的微波天線例如可以通過Rogers軟材料微波電路板疊層制造而成?；蛘?，作為替代，也可以通過低溫共燒陶瓷(LTCC)來實現(xiàn)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，上述微波天線可以和射頻電路電連接，共同安裝在一殼體內(nèi)，構(gòu)成一種微波設(shè)備。用于該微波設(shè)備的射頻電路例如可以由信號發(fā)生源、功率放大器、混頻器等電路元件構(gòu)成。
[0036]本發(fā)明所述的微波天線和微波設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，也可以應(yīng)用于車載雷達(dá)系統(tǒng)。
【主權(quán)項】
1.一種微波天線，包括天線輻射單元和向所述天線輻射單元饋電的饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括一個或多個縱向功分器，其中每個縱向功分器的輸入支路和輸出支路分別位于不同平面上，且所述縱向功分器中包括不等分功分器，其中每個不等分功分器至少有一條輸出支路具有與其他輸出支路不同的幾何構(gòu)造，從而使所述至少一條輸出支路上的功率分配與其他輸出支路上的功率分配不相等。2.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括層疊排列的多級縱向功分器，其中同一級縱向功分器位于同一平面上，而不同級的縱向功分器位于相互平行的不同平面上。3.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于，所述縱向功分器的輸入和/或輸出支路是通過帶狀線、微帶線或波導(dǎo)管實現(xiàn)的。4.如權(quán)利要求3所述的微波天線，其特征在于，所述不等分功分器的輸出支路是通過帶狀線或微帶線實現(xiàn)的，其中至少有一條輸出支路上的帶狀線或微帶線的金屬導(dǎo)電條的寬度與其他輸出支路上的帶狀線或微帶線的金屬導(dǎo)電條的寬度不同。5.如權(quán)利要求3所述的微波天線，其特征在于，所述不等分功分器的輸出支路是通過具有矩形橫截面的波導(dǎo)管實現(xiàn)的，其中從輸入支路到輸出支路的耦合點位于波導(dǎo)管矩形橫截面的長邊一側(cè)。6.如權(quán)利要求5所述的微波天線，其特征在于，當(dāng)所述不等分功分器的輸出支路是通過波導(dǎo)管實現(xiàn)時，至少有一條輸出支路上的波導(dǎo)管內(nèi)包含有波阻礙結(jié)構(gòu)，使得從所述耦合點向該輸出支路饋送的能量有一部分被所述波阻礙結(jié)構(gòu)反射到其他輸出支路上。7.如權(quán)利要求6所述的微波天線，其特征在于，所述波導(dǎo)管是金屬波導(dǎo)管，且所述波阻礙結(jié)構(gòu)是改變金屬波導(dǎo)管橫截面大小的邊框結(jié)構(gòu)。8.如權(quán)利要求6所述的微波天線，其特征在于，所述波導(dǎo)管是基片集成波導(dǎo)管，且所述波阻礙結(jié)構(gòu)是由位于基片集成波導(dǎo)管中的過孔結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。9.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于，所述不等分功分器具有一條輸入支路和兩條輸出支路，在這兩條輸出支路上分配的功率不同，設(shè)具有較小功率分配的輸出支路與具有較大功率分配的輸出支路之間的功率分配之比為1: N，則1.3 < N < 10。10.如權(quán)利要求1所述的微波天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)還包括串行傳輸線，其中所述串行傳輸線與所述天線輻射單元處于同一個平面內(nèi)。11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的微波天線，其特征在于，所述天線輻射單元及所述饋電網(wǎng)絡(luò)由多層有機材料微波電路板疊層制造，或者由低溫共燒陶瓷制造。12.—種微波設(shè)備，其具有如權(quán)利要求1至11中任一項所述的微波天線、以及與該微波天線電連接的射頻電路，其中所述微波天線和所述射頻電路被安置在一殼體內(nèi)。13.如權(quán)利要求12所述的微波設(shè)備在工業(yè)控制系統(tǒng)或車載雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明建議了一種微波天線，其包括天線輻射單元和向所述天線輻射單元饋電的饋電網(wǎng)絡(luò)。其中，所述饋電網(wǎng)絡(luò)包括一個或多個縱向功分器，每個縱向功分器的輸入支路和輸出支路分別位于不同平面上，且所述縱向功分器中包括不等分功分器，其中每個不等分功分器至少有一條輸出支路具有與其他輸出支路不同的幾何構(gòu)造，從而使所述至少一條輸出支路上的功率分配與其他輸出支路上的功率分配不相等。本發(fā)明還建議了一種包含該微波天線的微波設(shè)備，以及所述微波設(shè)備在工業(yè)控制系統(tǒng)或車載雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
【IPC分類】H01Q23/00, H01Q1/36
【公開號】CN105305036
【申請?zhí)枴緾N201510869296
【發(fā)明人】趙冰
【申請人】趙冰
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年12月1日
【公告號】CN104409870A