辐射组件、波导天线子阵列及波导阵列天线制造技术

本实用新型专利技术涉及辐射组件、波导天线子阵列及波导阵列天线。用于波导阵列天线的辐射组件包括：第一辐射层，第一辐射层具有多个第一辐射窗口，多个第一辐射窗口中的每个第一辐射窗口中具有金属栅条，以将第一辐射窗口分为两个辐射孔；以及第二辐射层，第二辐射层具有多个第二辐射窗口，多个第二辐射窗口与多个第一辐射窗口一一对应并且第二辐射层的多个第二辐射窗口中不具有金属栅条，其中，第二辐射层的厚度大于第一辐射层的厚度，并且其中，第一辐射层与第二辐射层彼此独立制造。该辐射组件能够增强其所属的波导阵列天线的口面辐射极化纯度，以达到更高的天线交叉极化指标。

【技术实现步骤摘要】
辐射组件、波导天线子阵列及波导阵列天线
本技术涉及微波天线相关的技术，具体地，本公开内容涉及用于波导阵列天线的辐射组件、波导天线子阵列及波导阵列天线。
技术介绍
首先，传统的贴片阵列天线，多采用单层或多层PCB的结构方式实现。虽然具备轻量化的特点，易于与设备的集成，并且在制造的一致性和成本方面有一定优势。但是由于微带线在毫米波频率的传输损耗太大，同时辐射窗口面阵元互耦问题也客观存在，使得微带贴片阵列天线很难获得更高的口面辐射效率、获得更好的XPD(crosspolarizationdiscrimination：天线交叉极化)和更高增益的电气指标。其次，传统型的波导缝隙阵列，传输网络采用空气波导传输，具备较低的传输损耗值，口面多采用腔体或者缝隙阵列，所以在口面效率及阵元互耦相关指标，如XPD、双极化的IPI(inter-portisolation：端口间隔离)等指标上，有独特的优势。但是波导的阵列数仍取决于阵元的间距选取，0.5波长左右的阵元间距，使得有限面积的阵元数是受限的，而场的分布的连续性、均匀性，仍是有一定缺陷。另外，在方向图包络方面，因为口面场的分布规则，很难进行幅度分布赋形，实现更低的旁瓣的方向图指标。究其原因，传统的用于波导阵列天线的辐射单元多通过开具模具将辐射单元的两侧分别加工的方式进行，但是这样的一体化构造的辐射单元的制造精度较差，引起天线交叉极化较差，并且无法满足欧洲标准化协会ETSI的Class3要求。
技术实现思路
针对上述的技术问题，即含有一体化构造的辐射单元的天线的制造精度较差、交叉极化较差、并且无法满足ETSI的Class3要求的缺点。为了解决现有技术中的上述技术问题，本公开内容的第一方面提出了一种用于波导阵列天线的辐射组件，所述辐射组件包括：第一辐射层，所述第一辐射层具有多个第一辐射窗口，所述多个第一辐射窗口中的每个第一辐射窗口中具有金属栅条，以将所述第一辐射窗口分为两个辐射孔；以及第二辐射层，所述第二辐射层具有多个第二辐射窗口，所述多个第二辐射窗口与所述多个第一辐射窗口一一对应并且所述第二辐射层的多个第二辐射窗口中不具有金属栅条，其中，所述第二辐射层的厚度大于所述第一辐射层的厚度，并且其中，所述第一辐射层与所述第二辐射层彼此独立制造。辐射组件通过在辐射组件的辐射窗口的窄边之间增加金属栅条，在不降低增益的条件下，提高口面辐射极化纯度，以达到更高的天线交叉极化(XPD)指标。而且依据本公开内容的辐射组件降低了旁瓣电平，从而满足ETSI的3级要求。在依据本公开内容的一个实施例中，所述第一辐射层和所述第二辐射层通过真空扩散焊的方式进行连接。依据本公开内容的辐射组件依据本公开内容的辐射组件通过真空扩散焊工艺进行组装，而其辐射层独立地通过蚀刻或者激光雕刻的方式进行制造，从而使得加工精度更高，而且节省了相应的开模费用，降低成本。在依据本公开内容的一个实施例中，所述第二辐射层具有至少两个辐射子层，所述至少两个辐射子层具有相同的结构。优选地，在依据本公开内容的一个实施例中，所述第一辐射窗口包括相对设置的两条较窄的边，所述金属栅条在所述第一辐射窗口的两条较窄的边之间并且将所述第一辐射窗口均分为所述两个辐射孔。优选地，所述第一辐射窗口还包括连接所述两条较窄的边的相对较长的边，所述金属栅条与所述第一辐射窗口的相对较长的边平行设置。在依据本公开内容的一个实施例中，所述第一辐射层的厚度和所述第二辐射层的厚度与所述辐射组件所发送的信号的工作频率相关联。优选地，所述第一辐射层的厚度为与所述工作频率相对应的波长的二十分之一。进一步优选地，所述第二辐射层的厚度为与所述工作频率相对应的波长的五分之一。通过以上对于辐射层厚度的优化能够实现对于不同的波长的优化，进一步优化辐射组件的性能。在依据本公开内容的一个实施例中，所述第一辐射窗口、所述第二辐射窗口以及所述两个辐射孔通过蚀刻或者激光雕刻的方式进行构造。相较于传统的通过模具来制造的工艺，通过蚀刻或者激光雕刻的方式来制造，能够进一步提高制造精度，进而提高辐射组件的性能。此外，本公开内容的第二方面还提供了一种波导天线子阵列，所述波导天线子阵列包括根据本公开内容的第一方面所提出的用于波导阵列天线的辐射组件。在依据本公开内容的一个实施例中，所述波导天线子阵列还包括：第一耦合层，所述第一耦合层中的多个第一耦合缝隙与所述第二辐射层中的多个第二辐射窗口一一对应，并且所述第一耦合缝隙和与之相对应的第二辐射窗口之间错开第一角度。优选地，所述第一角度为45度。通过层间馈电网络技术的优化，实现0度到45度的一级极化旋转。在依据本公开内容的一个实施例中，所述波导天线子阵列还包括：功率分配层，所述功率分配层中具有多个呈H形状的功率分配腔，每个功率分配腔的末端与所述第一耦合层中的一个第一耦合缝隙相对应。在依据本公开内容的一个实施例中，所述波导天线子阵列还包括：第二耦合层，所述第二耦合层中具有多个第二耦合缝隙，所述多个第二耦合缝隙中的每个第二耦合缝隙与一个功率分配腔相对应。在依据本公开内容的一个实施例中，所述波导天线子阵列还包括：馈电网络层，所述馈电网络层中的多个馈电网络层末端与所述多个第二耦合缝隙相对应并且被构造用于经由所述馈电网络层为所述用于波导阵列天线的组件提供输入信号。在依据本公开内容的一个实施例中，所述波导天线子阵列还包括：基板，所述基板中具有信号输入端，以经由所述信号输入端将输入信号输入所述波导天线子阵列。最后，本公开内容的第三方面提出了一种波导阵列天线，所述波导阵列天线至少包括根据本公开内容的第一方面所提出的用于波导阵列天线的辐射组件或者包括根据本公开内容的第二方面所提出的波导天线子阵列。综上所述，依据本公开内容的辐射组件通过真空扩散焊工艺进行组装，而其辐射层独立地通过蚀刻或者激光雕刻的方式进行制造，从而使得加工精度更高，而且节省了相应的开模费用，降低成本。而且辐射组件通过在辐射组件的辐射窗口的窄边之间增加金属栅条，在不降低增益的条件下，提高口面辐射极化纯度，以达到更高的天线交叉极化(XPD)指标。此外，通过旋转阵元的分布方案(菱形分布)，实现了口面场的极化分量的锥削赋形，在一定的辐射效率衰减条件下，实现方向图的赋形优化。降低了旁瓣电平，从而满足ETSI的3级要求。附图说明参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。图1A示出了依据本公开内容所提出的第一辐射层110的整体示意图；图1B示出了图1A中的第一辐射层110的局部112的局部放大示意图；图2A示出了依据本公开内容所提出的第二辐射层120的整体示意图；图2B示出了图2A中的第二辐射层120的局部122的局部放大示意图；图3A示出了依据本公开内容所提出的第一耦合层130的整体示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于波导阵列天线的辐射组件，其特征在于，所述辐射组件包括：/n第一辐射层，所述第一辐射层具有多个第一辐射窗口，所述多个第一辐射窗口中的每个第一辐射窗口中具有金属栅条，以将所述第一辐射窗口分为两个辐射孔；以及/n第二辐射层，所述第二辐射层具有多个第二辐射窗口，所述多个第二辐射窗口与所述多个第一辐射窗口一一对应并且所述第二辐射层的多个第二辐射窗口中不具有金属栅条，/n其中，所述第二辐射层的厚度大于所述第一辐射层的厚度，并且其中，所述第一辐射层与所述第二辐射层彼此独立制造。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于波导阵列天线的辐射组件，其特征在于，所述辐射组件包括：
第一辐射层，所述第一辐射层具有多个第一辐射窗口，所述多个第一辐射窗口中的每个第一辐射窗口中具有金属栅条，以将所述第一辐射窗口分为两个辐射孔；以及
第二辐射层，所述第二辐射层具有多个第二辐射窗口，所述多个第二辐射窗口与所述多个第一辐射窗口一一对应并且所述第二辐射层的多个第二辐射窗口中不具有金属栅条，
其中，所述第二辐射层的厚度大于所述第一辐射层的厚度，并且其中，所述第一辐射层与所述第二辐射层彼此独立制造。


2.根据权利要求1所述的辐射组件，其特征在于，所述第二辐射层具有至少两个辐射子层，所述至少两个辐射子层具有相同的结构。


3.根据权利要求1或2所述的辐射组件，其特征在于，所述第一辐射窗口包括相对设置的两条较窄的边，所述金属栅条在所述第一辐射窗口的两条较窄的边之间并且将所述第一辐射窗口均分为所述两个辐射孔。


4.根据权利要求3所述的辐射组件，其特征在于，所述第一辐射窗口还包括连接所述两条较窄的边的相对较长的边，所述金属栅条与所述第一辐射窗口的相对较长的边平行设置。


5.根据权利要求1所述的辐射组件，其特征在于，所述第一辐射层的厚度和所述第二辐射层的厚度与所述辐射组件所发送的信号的工作频率相关联。


6.根据权利要求5所述的辐射组件，其特征在于，所述第一辐射层的厚度为与所述工作频率相对应的波长的二十分之一。


7.根据权利要求5或6所述的辐射组件，其特征在于，所述第二辐射层的厚度为与所述工作频率相对应的波长的五分之一。


8.根据权利要求1所述的辐射组件，其特征在于，所述第一辐射窗口、所述第二辐射窗口以及所述两个辐射孔通过蚀刻或者激光雕刻的方式进行构造。


9.根据权利要求1所述的辐射组件，其特征在于，所述第一辐射层和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢星，
申请(专利权)人：美国西北仪器公司，
类型：新型
国别省市：美国;US