增强型连接的平铺阵列天线制造技术

一种天线设备，其包括：基本上平面形式的导电接地片；以及一系列基本上布置在平行于导电接地面的平面中的隔开的导电贴片；一系列电磁耦合到隔开的导电贴片的阵列的导电馈送互连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强型连接的平铺阵列天线专利
本专利技术涉及天线设备的领域，并且尤其是公开了天线结构的改进形式。
技术介绍
在整个说明书中，
技术介绍
的任何论述决不应该被认为是承认这种技术是广泛公知的，或形成本领域中的公共常识的一部分。天线发射和接收系统可以采取许多形式。在图1中图示了系统的一种形式，并且被称为抛物面碟型天线。天线1包括抛物面碟形2，其作用于在发射机/接收机3位于的焦点3处集中或聚焦信号。许多不同类型的发射机/接收机是已知的。例如，专利合作条约专利申请PCT/AU2011/000862，标题是“可重构自互补阵列”，公开了一种适于在许多应用中使用的自互补形式的发射机/接收机的“棋盘阵列”的形式。这种棋盘阵列适于多种使用，包括在发射机/接收机的大的接收机网络中使用，诸如在平方公里阵列(SKA)项目中建议的。在图2中的10，示意性地图示了该棋盘阵列设计。设计使用导电正方形（如11）的平面阵列，形成类似平铺的图案，其中正方形大小相等，取向相同，并且具有与正方形之间的区域近似相同的面积。阵列设计包括连接最近角对之间的相邻正方形的电路（未示出）。如图3所示，该电路包括馈送导体30，其连接正方形（如11）的角到位于朝向接地面31离开一段距离的电路，接地面31与所述正方形11的平面平行。电路的导体可以穿过在接地面31中的孔32，并且可以包括到接地面的连接，以及可以包括可以连接其它电路的一个或多个终端。电路可以包括放大信号以被接收或发射到阵列的放大器。在图4中的40，图示了已被发现是有效的电路结构，其中正方形贴片（patch）被互连到放大器42，用于差分电压（如43）的输出。图5图示了如图4一样的装置，其中增加了外部平衡-不平衡转换器51，以提供差分电压输出。需要提供平铺阵列设计的改进形式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供发射机和或接收机的有效形式。依据本专利技术的一个方面，提供一种天线设备，其包括：包括第一表面的第一导电延伸体结构；一系列基本上布置在从所述第一表面偏移的第二表面的平面中的隔开的导电贴片；一系列容性耦合到隔开的导电贴片阵列的导电馈送互连，所述导电馈送互连被成型为将互补的串联电感提供给所述容性耦合，从而改进导电馈送和导电贴片的阻抗匹配。优选地，天线设备在预定的频率范围上操作，并且导电馈送和导电贴片互连的电抗在低操作频率为负，且在高操作频率为正，且在中频为零。优选地，第一表面形成薄片的一面。在一些实施例中，导电馈送互连被布置到两组正交偏振中，用于以偏振正交的方式馈送对应的导电贴片。在一些实施例中，导电馈送互连包括，基本上平行于任何相邻导电贴片的表面的延长部分。优选地，当耦合到所述贴片时，来自正交偏振的馈送被隔开。在一些实施例中，延长部分包括与导电贴片重叠以向其提供受控的容性耦合的容性板部分。容性板部分可以包括导电馈送的端部。依据本专利技术的另一个方面，提供一种天线设备，包括：基本上平面形式的导电接地片；以及一系列基本上布置在平行于导电接地面的平面中的隔开的导电贴片；一系列电磁耦合到隔开的导电贴片的阵列的导电馈送互连。导电馈送互连可以包括基本上平行于导电贴片的平面的延长部分。延长部分可以在与导电贴片的平面相同的平面中。导电接地片优选可以包括一系列孔隙，并且导电馈送互连被优选馈送穿过孔隙。导电馈送互连优选由相邻导电接地片的屏蔽环绕。该屏蔽可以导电地互连到接地片。导电贴片优选布置在规则的阵列中。在一个实施例中，导电贴片被优选容性耦合到导电馈送互连。在其它实施例中，导电贴片和导电馈送互连优选由小的非导电间隙隔开。导电贴片优选是具有圆角的一般正方形形式。在一些实施例中，导电馈送在导电贴片的角处与导电贴片形成最接近的电磁耦合。导电馈送环绕导电贴片，并且优选一般是在径向方向上延长至对应的导电贴片的中心的延长形式。在一些实施例中，馈送导体对在相邻接地片的区域中，优选由互连到接地片的导电单元屏蔽，普通盒状的导电单元，在其对之间的一个表面中具有狭槽。依据本专利技术的另一个方面，提供一种设计天线阵列设备的方法，该设备包括：包括第一表面的第一导电延伸体结构；一系列基本上布置在从所述第一表面偏移的第二表面中的隔开的导电贴片；一系列电磁耦合到隔开的导电贴片的阵列的导电馈送互连，该方法包括以下步骤：当所述天线设备在大于等同波长小于第一表面和第二表面之间的四分之一波距的频率处操作时，提供与棋盘或自互补阵列比较增加导电贴片电感的导电贴片模式。优选地，所述方法还包括，通过相对于棋盘或自互补模式的贴片的尺寸的减小来增加导电贴片电感。优选地，所述导电贴片电感被通过利用较小的导电贴片和一系列在所述第二表面中的延长的导电馈送互连来增加。优选地，所述方法还包括，当在频率低于其等同于波长大于第一表面和第二表面之间的四分之一波距操作时，增加天线阵列设备的电容。电容可以通过预定的导电贴片和对应的导电馈送互连之间的容性设备的互连来增加。依据本专利技术的另一个方面，在天线阵列设备中提供一种抑制共模电流量的方法，所述设备包括：包括第一表面的第一导电体结构；一系列基本上布置在从所述第一表面偏移的第二表面的平面中的隔开的导电贴片；以及一系列容性耦合到隔开的导电贴片的阵列的导电馈送互连，该方法包括以下步骤：借助于在所述第一导电体结构片的附近屏蔽导电馈送互连来抑制共模电流。优选地，所述屏蔽包括导电地互连到所述第一导电体结构的导电屏蔽。在一些实施例中，导电馈送互连以电压差分模式被驱动。附图说明现在仅以示例的方式参考附图描述本专利技术的优选实施例，其中：图1图示了抛物线发射机/接收机；图2图示了棋盘发射机/接收机的平面图；图3示意性地图示了阵列贴片到穿过棋盘阵列的接地面的馈送导体的互连；图4示意性地图示了双单端放大器到阵列贴片元件的电气互连；图5示意性地图示了具有输出侧平衡-不平衡转换器的与图4类似的装置；图6图示了优选实施例的阵列的修改几何构型的平面图；图7图示了图6的阵列的一部分的侧透视图，示出了贴片、馈送导体和接地面；图8是馈送导体和贴片的装置的一种形式的第一侧截面视图；图9是馈送导体和贴片的替代装置的第二侧截面视图；图10图示了示出互连在贴片、馈送导体接口上的电容器的平面图；图11图示了用于各种平铺设计的仿真阵列阻抗；图12图示了在馈送导体和贴片之间具有电容器的阵列阻抗；图13图示了在馈送导体周围的导电管的利用；图14图示了在馈送导体周围的导电管的利用的结果；图15图示了与图14类似的结果，然而导电管已经被去除；图16图示了在馈送导体周围具有管的5x4阵列的阻抗；图17图示了环绕具有开槽的接地面延伸的馈送导体的另一个修改；图18图示了阵列和低噪声放大器最小噪声阻抗的曲线图；以及图19图示了用于修订的平铺阵列的噪声温度的曲线图；图20示意性地图示了自互补阵列结构；图21图示了图20的阵列的互补形式；图22图示了自互补阵列的等效电路；图23图示了自互补阵列和接地面的近似等效电路；图24示意性地图示了包括负载阻抗和天线阻抗的近似等效电路；图25图示了绘制在史密斯（Smith）图上的天线阻抗ZA，其中在图中心处的参考阻抗为Z0。还以由ZA和电容C1=0.9pF及电感L1=25nH的串联组合获得的修改天线阻抗ZAA示出；图26图示了阵列天线的等效电路，其具有长度d的馈送导体传输线和插入在自互补阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线设备，其包括：包括第一表面的第一导电延伸体结构；一系列基本上布置在从所述第一表面偏移的第二表面的平面中的隔开的导电贴片；一系列容性耦合到隔开的导电贴片阵列的导电馈送互连，所述导电馈送互连被成型为将互补的串联电感提供给所述容性耦合，从而改进导电馈送和导电贴片的阻抗匹配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.29 AU 20129012701.一种天线设备，其包括：包括第一表面的第一导电延伸体结构；基本上沿着平行于所述第一表面并与所述第一表面偏移的第二表面布置的隔开的导电贴片阵列；一系列导电馈送互连对，每个导电馈送互连被连接到相应的驱动电路并且每一对被容性耦合到隔开的导电贴片阵列的对应导电贴片，从而提供相应的导电贴片和对应的驱动电路之间的容性耦合以电驱动所述导电贴片，所述导电馈送互连穿过所述第一表面的相应的孔隙伸出并且被成型为将互补的串联电感提供给所述容性耦合，从而改进导电馈送和导电贴片的阻抗匹配。2.如权利要求1所述的天线设备，其中，天线设备在预定的频率范围上操作，并且导电馈送和导电贴片互连的电抗，在低操作频率为负，在高操作频率为正，且在中频为零。3.如权利要求1所述的天线设备，其中，所述导电馈送互连布置成两组正交偏振，用于以偏振正交方式馈送对应导电贴片。4.如权利要求3所述的天线设备，其中，当耦合到所述贴片时，来自正交偏振的导电馈送互连被隔开。5.如权利要求4所述的天线设备，其中，每组的导电馈送互连形成第一和第二栅格，其中第一栅格相对于第二栅格偏移基本上半个栅格周期。6.如权利要求1所述的天线设备，其中，导电馈送互连包括基本上平行于任何相邻的导电贴片的表面的延长部分，并且其中，所述延长部分基本上在所述第二表面中。7.如权利要求6所述的天线设备，其中，所述延长部分包括与导电贴片重叠以向其提供受控的容性耦合的容性板部分。8.如权利要求7所述的天线设备，其中，所述容性板部分包括导电馈送的端部。9.如权利要求8所述的天线设备，其中，所述导电馈送互连由相邻所述第一导电延伸体的屏蔽环绕，所述屏蔽减少共模电流，或增强第一表面和导电贴片之间的导电环绕的馈送互连的差模电流。10.如权利要求9所述的天线设备，其中，所述屏蔽被导电地互连到所述第一导电延伸体。11.如权利要求1所述的天线设备，其中，所述导电贴片和所述导电馈送互连...

【专利技术属性】
技术研发人员：S海，
申请(专利权)人：联邦科学及工业研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU