波导相控阵天线装置制造方法及图纸

一种用于控制从分布波导辐射波导阵列传播的相位的移相器。移相器包括一将分布波导与辐射波导相连的分布常数线路及多个每个都提供有不同相移特性的分布常数电路。一微型机械开关根据从外部接收到的控制信号用于选择将分布常数电路与分布常数线路相连。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
波导相控阵天线装置本专利技术涉及波导相控阵天线装置，更具体的涉及用于改变通过波导相控阵天线装置的每一波导的电磁波相位的波导相控阵天线装置。近年来，为了保证地面上的固定站与移动站间(如汽车和飞机)的无线通讯线路，在实际应用中是使用带有人造卫星的移动卫星通讯系统作为转发器，在此领域，已经使用波导相控阵天线自动跟踪人造卫星。波导相控阵天线为一种电子扫描天线，其通过电子地改变被提供到各辐射波导上的电磁波的相位而扫描辐射电子束，而其中的各辐射波导构成一辐射波导阵列。辐射电子束表示从天线的预定方向辐射过来的电磁波。图1A为传统波导相控阵天线部分的平面图，传统的波导相控阵天线部分包含由多个平行设置的辐射波导11构成的辐射波导阵列10，而每个辐射波导具有多个辐射元件12。每个辐射波导11与移相器13相连，而移相器顺次与配电器波导14相连用于从馈电部分15向每一辐射波导11分配电能。各移相器13控制传送的无线波的相位。电能从馈电部分15提供并被通过移相器13分配给辐射波导11，各移相器13控制提供给辐射波导11的传播无线电波的相位，从而辐射波导11彼此同相的辐射电子束，以保证对应于馈电点的相位同相的辐射。同时，波导铁氧体移相器被广泛用做移相器13。作为一个典型例子，在图1B及图1C中示出了一波导锁存移相器。使用铁氧体环17构成波导锁存移相器，其中在铁氧体环内有介质18，并带有两个铁氧体片一起构成封闭的磁路。在该移相器中，使两磁化状态下的铁氧磁体磁化率不同，两磁化状态的极性对应于流过引线16的脉动电流进行转换。-->然而，上述的波导锁存移相器体积较大。因为其使用了波导锁存移相器作为移相器13，传统的波导相控阵天线部分具有尺寸较大的缺点。本专利技术的目的是提供一种波导相控阵天线装置及其相位控制器，其可减小波导相控阵天线装置的尺寸。本专利技术的另一目的是提供一种小巧及轻便的波导相控阵天线装置。根据本专利技术的一个方面，用于控制从输入波导到输出波导传播的电波的相位的相位控制器包括连接输入波导与输出波导的分布常数线路；多个分布常数电路，每个都提供不同的相移特性；及根据从外部接收到的信号用于选择连接分布常数电路与分布常数线路的开关。分布常数线路、分布常数电路及开关可形成于绝缘基片上。此外，分布常数线路、分布常数电路及开关可形成于绝缘基片内，其中绝缘基片在其一侧上形成有输入耦合器，而在另一侧形成输出耦合器，输入耦合器连接器连接分布常数线路和输入波导，输出耦合器连接分布常数线路与输出波导。形成于基片上的开关可以为机械操作的开关，在该基片上同时形成有分布常数线路和分布常数电路。换句话说，开关可以为微型机械开关。根据本专利技术的另一方面，波导相控阵天线装置包括一列多个平行设置的辐射波导，而相位控制器包括多个相移器和一个控制信号发生器。相移器分别用于辐射波导，每个相移器相移从分布波导到辐射波导传播的高频信号的相位。每个移相器由连接分布波导与辐射波导的分布常数线路、多个分布常数电路(其中每个都体工提供不同的相移特性)；及一根据从控制信号发生器接收到的控制信号用于选择连接分布常数电路与分布常数线路的开关。如上所述，由于相位控制器可以由提供分布常数的条形线路形成，其尺寸可以降低，结果可降低波导相控阵天线装置的尺寸，此外，由于开关是机械操作的，可降低开关中的能量消耗。图1为传统波导相控阵天线装置的平面图；图1B为传统波导锁存移相器的透视图；图1C为传统波导锁存移相器的部分截面透视图；图2为本专利技术实施例的波导相控阵天线的透视图；-->图3为根据本专利技术的波导相控阵天线电路结构方框图；图4为图2中所示的波导相控阵天线的波导结构示意图；图5A为实施例中的相位控制部分的第一例的示意图；图5B为实施例中的相位控制部分的第二例的示意图；图6为图5A中所示的相位控制部分的第一例的截面示意图；图7为根据本专利技术的移相器的实施例的电路图；图8为图3中所示的数据锁存电路的结构方框图；图9为图7中所示的微型机械开关的结构透视图；图10为图9中所示的微型机械开关的平面图；图11A为处于打开状态的微型机械开关的截面示意图；图11B为处于关闭状态的微型机械开关的截面示意图；图12为根据本专利技术另一实施例的波导相控阵天线装置的透视图。下面将参考附图详细描述本专利技术的实施例。在下面的描述中涉及用天线发射无线信号，但需提前注意的是其工作原理与用天线接收无线信号相一致，反之亦然。如图2所示，馈电部分101的一端与电能分配波导(馈电波导)102相连。在电能分配波导102的一个侧面上设置相位控制部分103，其中相位控制部分103具有多个以预定间隔形成的耦合槽104。相位控制部分103的形状类似一个层，在其中为每个耦合槽提供一个移相器。每个辐射波导105都与相位控制部分103相连。每个辐射波导105都有形成在其上并行排列的多个辐射元件106以形成辐射波导阵列107。辐射元件106不限于槽元件而且可以是微带元件。相位控制部分如图3中所示，相位控制部分103包括N个移相器PS1-PSN，而辐射波导阵列107由分别与移相器PS1-PSN相连的N个辐射波导RW1-RWN构成，相位控制部分103还包括由N个数据锁存电路LC1-LCN及数据分配器202构成的TFT电路201。对应于移相器PS1-PSN分别提供数据锁存电路LC1-LCN。数据分配器202及数据锁存电路LC1-LCN由薄膜晶体管构成并整体地形成于同一个基片上(这就是为什么一组这些电路被称作TFF-->电路的原因)。控制器203与数据分配器202和每个数据锁存电路LC1-LCN相连以控制移相器PS1-PSN。控制器203向数据分配器202输出控制信号SCTRL并向每个数据锁存电路LC1-LCN输出时序信号ST。数据分配器202分别向数据锁存电路LC1-LCN输出控制数据D1-DN。如后所述，对每个移相器PS1-PSN提供多个开关元件(未示出)，用从相应的数据锁存电路接收到的控制数据控制各开关。如上所述，移相器PS1-PSN被分别连接在电能分配波导102与辐射波导RW1-RWN之间。控制器203计算在每个辐射波导RW1-RWN将辐射电子来导引到所需方向所需相移的最佳量，并将其作为控制信号SCTRL输出到数据分配器202。控制器203还向每个数据锁存电路LC1-LCN输出时序信号ST用于在某一时间改变电子束的方向。数据分配器202将控制信号SCTRL作为控制数据D1-DN分配到数据锁存电路LC1-LCN。与时序信号ST相同步，数据锁存电路LC1-LCN向移相器PS1-PSN输出驱动信号DR1-DRN。另一方面，电能分配波导102将从馈电部分101发送来的电磁波分配给移相器PS1-PSN，移相器PS1-PSN被设定提供由分别从数据锁存电路LC1-LCN接收到的驱动信号DR1-DRN决定的相移。通过每个移相器的电磁波的相位根据相移量，而被相移。辐射波导RW1-RWN与从馈电部分101发送来的电磁波同相地辐射电子束。下面将对图1中所示的波导相控阵天线部分的操作进行描述。控制器203根据辐射波导的位置及传播通过辐射波导的电磁波的频率计算具有M位精度的最佳相位量。将对每个辐射波导计算出的相移输出到数据分配器202，其将相移分配到数据锁存电路LC1-LCN，然后根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制从输入波导到输出波导的传播波的相位的相位控制器，其特征在于包含：将输入波导与输出波导相耦合连接的分布常数线路；多个分布常数电路，每个都提供一个不同的相移特性；及根据从外部接收到的控制信号用于选择将分布常数电路与分布常数线 路相连的开关。

【技术特征摘要】
JP 1997-12-2 331632/971、用于控制从输入波导到输出波导的传播波的相位的相位控制器，其特征在于包含：将输入波导与输出波导相耦合连接的分布常数线路；多个分布常数电路，每个都提供一个不同的相移特性；及根据从外部接收到的控制信号用于选择将分布常数电路与分布常数线路相连的开关。2、根据权利要求1所述的相位控制器，其特征在于分布常数线路、分布常数电路及开关形成在绝缘基片上。3、根据权利要求1所述的相位控制器，其特征在于分布常数线路、分布常数电路及开关形成于绝缘基片内，其中绝缘基片在其一侧上形成一个输入耦合器而在其另一侧上形成一个输出耦合器，输入耦合器将分布常数线路与输入波导相耦合连接，而输出耦合器将分布常数线路与输出波导相耦合连接。4、根据权利要求1到3中任一权利要求所述的相位控制器，其特征在于开关为一个形成在基片上的机械操作的开关，该基片上面具有分布常数线路及分布常数电路。5、一种波导相控阵天线装置，包含一阵列多个平行排列的辐射波导；及一相位控制器，其包括多个移相器及一个控制信号发生器，其中移相器分别被提供给辐射波导，每个移相器相移从分布波导传播到辐射波导的高频信号的相位；其特征在于：每个移相器包含：一将分布波导与辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曙光，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]