一种轻量化的低剖面平板阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种轻量化的低剖面平板阵列天线，包括辐射层和馈电层，辐射层层叠在馈电层上方，馈电层用于接入外部信号并基于该外部信号产生n*n路信号输出，n＝2

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化的低剖面平板阵列天线
本专利技术涉及一种平板阵列天线，尤其是涉及一种轻量化的低剖面平板阵列天线。
技术介绍
随着数据通信的爆炸性增长，利用毫米波(mmW)频段来改善移动通信系统整体性能对于第五代(5G)移动通信系统来说是一个有前途的解决方案。与当前移动通信系统中低于6GHz工作频率相比，毫米波频段可提供更宽的工作带宽，更高的传输速率和更低的时延。世界无线电通信大会(WRC)提出了24GHz、28GHz和38GHz等更高频谱的mmW频段作为5GmmW通信的推荐频段，已实现5GmmW情况下远距离的高速和稳定通信。在当前固定无线电链路中，非常需要低剖面的宽带和高增益微波回传天线。为满足各种场合的应用要求，微波回传天线的主要实现方案为馈源类天线和平板阵列类天线。馈源类天线需要考虑最优的焦径比以提高天线的整体效率，从而难于实现低剖面特性。平板阵列类天线因其剖面低、重量轻，能很好的与其它部件集成，受到越来越多的关注。申请号为CN201810742447.4的中国专利中公开了一种低剖面CTS平板阵列天线。该CTS平板阵列天线包括从上往下依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化的低剖面平板阵列天线，包括辐射层和馈电层，所述的辐射层层叠在所述的馈电层上方，所述的馈电层用于接入外部信号并基于该外部信号产生n*n路信号输出，n＝2

【技术特征摘要】
1.一种轻量化的低剖面平板阵列天线，包括辐射层和馈电层，所述的辐射层层叠在所述的馈电层上方，所述的馈电层用于接入外部信号并基于该外部信号产生n*n路信号输出，n＝2m，m为大于等于1的整数，所述的辐射层具有n*n个输入端和n*n个输出端，所述的辐射层的n*n个输入端用于一一对应接入所述的馈电层输出的n*n路信号，所述的辐射层的n*n个输出端用于将所述的馈电层输出的n*n路信号一一对应辐射到自由空间，其特征在于所述的馈电层基于H型H面单脊波导功放器实现，所述的辐射层通过缝隙耦合从所述的馈电层处接入所述的馈电层输出的n*n路信号。


2.根据权利要求1所述的一种轻量化的低剖面平板阵列天线，其特征在于所述的馈电层包括第一平板以及设置在所述的第一平板上的个H型H面单脊波导功分网络和n2个单脊波导--矩形波导转换器，每个所述的H型H面单脊波导功分网络包含三个第一T型H面单脊波导功分器，每个所述的第一T型H面单脊波导功分器分别具有一个输入端和两个输出端，三个所述的第一T型H面单脊波导功分器按照从前向后的顺序依次排列，中间的第一T型H面单脊波导功分器的输入端作为所述的H型H面单脊波导功分网络的输入端，中间的第一T型H面单脊波导功分器的两个输出端与前面的第一T型H面单脊波导功分器的输入端和后面的第一T型H面单脊波导功分器的输入端一一对应对接，前面的第一T型H面单脊波导功分器和后面的第一T型H面单脊波导功分器关于中间的第一T型H面单脊波导功分器呈中心对称，前面的第一T型H面单脊波导功分器的两个输出端和后面的第一T型H面单脊波导功分器的两个输出端作为所述的H型H面单脊波导功分网络的四个输出端口；

个所述的H型H面单脊波导功分网络按照行列方式均匀分布形成第1级馈电网络阵列，从所述的第1级馈电网络阵列的第1行第1列开始，将所述的第1级馈电网络阵列中每2行×2列的H型H面单脊波导功分网络作为第1级H型H面单脊波导功分网络单元，所述的第1级馈电网络阵列包括个第1级H型H面单脊波导功分网络单元，每个所述的第1级H型H面单脊波导功分网络单元中的4个H型H面单脊波导功分网络分别通过一个H型H面单脊波导功分网络连接，该4个H型H面单脊波导功分网络的输入端与该一个H型H面单脊波导功分网络的四个输出端一一对应连接；
连接个所述的第1级H型H面单脊波导功分网络单元中4个H型H面单脊波导功分网络的H型H面单脊波导功分网络构成第2级馈电网络阵列，第2级馈电网络阵列由个H型H面单脊波导功分网络按照行列分布形成，从所述的第2级馈电网络阵列的第1行第1列开始，将所述的第2级馈电网络阵列中每2行×2列的H型H面单脊波导功分网络作为第2级H型H面单脊波导功分网络单元，所述的第2级馈电网络阵列包括个第2级H型H面单脊波导功分网络单元，每个所述的第2级H型H面单脊波导功分网络单元中的4个H型H面单脊波导功分网络分别通过一个H型H面单脊波导功分网络连接，该4个H型H面单脊波导功分网络的输入端与该一个H型H面单脊波导功分网络的四个输出端一一对应连接；
以此类推，直至仅包括4个H型H面单脊波导功分网络的第k-1级H型H面单脊波导功分网络单元构成，所述的第k-1级H型H面单脊波导功分网络单元中的4个H型H面单脊波导功分网络通过一个H型H面单脊波导功分网络连接该4个H型H面单脊波导功分网络的输入端与该一个H型H面单脊波导功分网络的四个输出端一一对应连接，将该H型H面单脊波导功分网络作为第K级H型H面单脊波导功分网络单元；
所述的第K级H型H面单脊波导功分网络单元包括两个第二T型H面单脊波导功分器和一个矩形波导-单脊波导转换器，两个所述的第二T型H面单脊波导功分器关于所述的第一平板的中心呈镜像对称的关系，每个所述的第二T型H面单脊波导功分器分别具有一个输入端和两个输出端，所述的矩形波导-单脊波导转换器位于所述的第一平板的中心，所述的矩形波导-单脊波导转换器具有一个矩形波导输入口和两个单脊波导输出口，所述的矩形波导-单脊波导转换器的两个单脊波导输出口分别对接所述的两个第二T型H面单脊波导功分器的输入口，所述的矩形波导-单脊波导转换器的矩形波导输入口作为所述的馈电层的输入端，用于接入外部信号；
每个所述的单脊波导--矩形波导转换器分别具有一个单脊波导输入口和一个矩形波导输出口，n2个所述的单脊波导--矩形波导转换器的单脊波导输入口与第1级馈电网络阵列中个H型H面单脊波导功分网络的n2个输出端一一对应连接，n2个所述的单脊波导--矩形波导转换器的矩形波导输出口作为所述的馈电层的n2个输出端，用于输出n*n路信号。


3.根据权利要求2所述的一种轻量化的低剖面平板阵列天线，其特征在于每个所述的单脊波导--矩形波导转换器分别包括第一矩形空腔、第一金属脊、第一E面台阶和第一H面台阶，所述的第一矩形空腔开设在所述的第一平板上，所述的第一矩形空腔的上表面与所述的第一平板的上端面位于同一平面，所述的第一金属脊、所述的第一E面台阶和所述的第一H面台阶分别位于所述的第一矩形空腔内，所述的第一E面台阶、所述的第一金属脊和所述的第一H面台阶按照从左到右的顺序排列，所述的第一E面台阶的左端面与所述的第一矩形空腔的左端面连接且两者处于贴合状态，所述的第一E面台阶的右端面与所述的第一金属脊的左端面连接且两者处于贴合状态，所述的第一金属脊的右端面和所述的第一H面台阶的左端面连接且两者处于贴合状态，所述的第一H面台阶的右端面和所述的第一矩形空腔的右端面连接且两者处于贴合状态，所述的第一E面台阶、所述的第一金属脊和所述的第一H面台阶的下端面均与所述的第一矩形空腔的下端面贴合连接，所述的第一E面台阶、所述的第一金属脊和所述的第一H面台阶的后端面均与所述的第一矩形空腔的后端面贴合连接，所述的第一E面台阶的高度低于所述的第一矩形空腔的高度，且等于所述的第一金属脊的高度，所述的第一H面台阶的高度等于所述的第一矩形空腔的高度，所述的第一金属脊的左端面到所述的第一矩形空腔的左端面的距离与所述的第一金属脊的右端面到所述的第一矩形空腔的右端面的距离相等，所述的第一金属脊的前端面与所述的第一矩形空腔的前端面齐平，所述的第一E面台阶的前端面所在平面位于所述的第一金属脊的前端面所在平面的后侧，所述的第一H面台阶的前端面所在平面位于所述的第一E面台阶的前端面所在平面的后侧，所述的第一矩形空腔的前端面为所述的单脊波导--矩形波导转换器的单脊波导输入口，所述的第一矩形空腔的上端面为所述的单脊波导--矩形波导转换器的矩形波导输出口。


4.根据权利要求2所述的一种轻量化的低剖面平板阵列天线，其特征在于所述的矩形波导-单脊波导转换器包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立莹，陆云龙，尤阳，周海蛟，黄季甫，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33