高增益斜波束圆极化平板天线制造技术

本实用新型专利技术主要涉及平板天线。在微波频段，波导型天线主要利用缝隙或喇叭作为天线的辐射单元，易于实现高增益的天线。但传统波导型天线也存在体积大，不易加工的缺点。该款天线采用漏波天线原理，将低损耗波导功分器与十字形圆极化天线辐射单元通过波导过渡段进行连接，提高了集成度的同时，提高了天线的辐射效率。天线馈电部分采用分支波导波导功分器形式，同时辐射单元采用漏波天线形式，在实现天线波束倾斜的同时，保证了天线的匹配带宽和辐射效率，研制出了一种小型化高增益圆极化平板天线。与传统天线相比，该天线具有体积小，重量轻，易加工的优点，是一种新型的具有低成本、高性能的圆极化平板天线，具有广阔的军、民用前景。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

该技术主要涉及平板天线。
技术介绍
常见的平板天线主要有两种类型，微带型和波导型天线。微带型天线具有体积小，重量 轻的特点。但是在微波频段由于介质板材的特性，最后天线的损耗大、带宽窄，因此高增益 微带天线的制造有面积大、成本高等诸多难点。而波导型天线主要利用缝隙或喇叭作为天线的辐射单元，由于天线不采用介电衬料，避 免了由此而带来的损耗，天线整体效率较高。
技术实现思路
如前所述，由于波导型天线低损耗的特点，因此易于制造高增益天线。但传统波导型天 线也存在体积大，不易加工的缺点，不利于天线的小型化。同时，传统天线的最大辑射方向 在天线法线方向，而实际工作中，这类天线在实际工作中特别是用于卫星通讯天线时.要跟 踪地球同步卫星工作，往往需要倾斜使用，因此存在着风阻大，外型剖面高等缺点，不能完 全满足车载环境下的使用。本专利技术中通过引入一种新的圆极化漏波波导辐射单元，并成功与波导功分器相结合。与 传统天线相比，既有波导型天线的低损耗特点，又有体积小、重量轻、易加工的优点，同时 卜丄l于漏波波导自身特点，研制出一种小型化高增益倾斜波束圆极化平板天线。实际工作过程 中，天线无须倾斜使用，只需平放即可工作。该天线采用分层结构，使用塑料制作并在表面涂覆导电金属的方法来制造天线的顶层、 底层导电板。通过这种制造工艺天线整体较轻，批量制造一致性好，且制造成本较低。该种漏波波导平板阵列天线，包括一、 底层导电板，其进一步包括1、 波导功分器部分，与中间层的功分器部分合并构成完整的波导功分器结构。2、 波导输出口部分，与中间层的输出口部分合并构成天线的输出口，直接连接后赛的发 射机或接收机。3、 波导过渡部分，与中间层及上层的过渡部分合并构成过渡波导，使得能量从功分器中 传递至辐射波导中。二、 中间层导电板，被叠在所述底层导电板的上部，具体包括1、 波导功分器部分，与中间层的功分器部分合并构成完整的波导功分器结构。2、 波导输出口部分，与中间层的输出口部分合并构成天线的输出口，直接连接后续的发 射机或接收机。3、 波导过渡部分，与中间层及上层的过渡部分合并构成过渡波导，使得能量从功分器中 传递至辐射波导中。三、 顶层导电板，被叠在所述中间层导电板的上部，具体包括-1、 具有固定长度和宽度，使信号朝中心聚集以便将它们同相叠加输出的波导槽道；顶部 槽道处具有以固定间隔的十字形交叉形缝隙，与槽道一起构成若干漏波波导天线。2、 连接到所述槽道的波导过渡单元，它的作用是使各个漏波波导的信号能够传递到下层 的功分器中，实现同相叠加，并送往后续的波导输出口；本专利技术天线由顶层导电板、中间层导电板、底层导电板共同连接而成，顶板上的每个缝 隙均由各个漏波波导进行馈电。在波导功分器中合并，并进入到底部波导输出口中，使得信 号最终被同相叠加而输出。为了保证批量生产性，本专利技术天线的顶层、底层导电板均可由塑料制成，且在表面涂覆 导电金属的方法来制造。但是，为了保证好的电气性能，本专利技术的天线顶层、中间层和底层 3电板也可由金属材料精密加工制成。附图说明图1为天线整体结构分解图，示出了本专利技术的漏波波导平板阵列天线的结构。图2a为图1所示的本专利技术天线的顶层导电板的仰视图。图2b为图1所示的本专利技术天线的顶层导电板的侧视图。图2c为图1所示的本专利技术天线的顶层导电板的侧视局部放大图。图3a为图l所示的本专利技术天线的中间层导电板的俯视图。图3b为图1所示的本专利技术天线的中间层导电板的仰视图。图3c为图1所示的本专利技术天线的中间层导电板的侧视图。图3d为图1所示的本专利技术天线的中间层导电板的侧视局部放大图。图4a为图1所示的本专利技术天线的底层导电板的俯视图。图4b为图1所示的本专利技术天线的底层导电板的仰视图。图4c为图1所示的本专利技术天线的底层导电板的侧视图。图4d为图1所示的本专利技术天线的底层导电板的侧视局部放大图。图5为图1所示的本专利技术天线的组合装配截面图。图6a为图1所示的本专利技术天线中的波导传输线剖面图1。图6b为图1所示的本专利技术天线中的波导传输线剖面图2。附图的主要部分中数字的说明 1:顶层导电板 11:辐射缝隙 12:波导过渡阶梯l 2:中间层导电板 21:波导过渡通孔 22:波导功分器部分23:波导输出口阶梯3:底层导电板 31:波导过渡阶梯2 32:波导功分器部分 33:波导输出口具体实施方式在下文中，将参照附图对本专利技术天线的具体实施方式进行说明。图l为天线整体结构分解图，示出了本专利技术的漏波波导平板阵列天线的结构。图2a为图 1所示的本专利技术天线的顶层导电板的仰视图。图2b为图1所示的本专利技术天线的顶层导电板的 侧视图。图2c为图1所示的本专利技术天线的顶层导电板的侧视局部放大图。图3a为图1所示 的本专利技术天线的中间层导电板的俯视图。图3b为图1所示的本专利技术天线的中间层导电板的仰 视图。图3c为图l所示的本专利技术天线的中间层导电板的侧视图。图3d为图l所示的本专利技术天线的中间层导电板的侧视局部放大图。图4a为图1所示的本专利技术天线的底层导电板的俯视 图。图4b为图l所示的本专利技术天线的底层导电板的仰视图。图4c为图l所示的本专利技术天线 的底层导电板的侧视图。图4d为图l所示的本专利技术天线的底层导电板的侧视局部放大图。图 5为图1所示的本专利技术天线的组合装配截面图。图6a为图1所示的本专利技术天线中的波导传 输线剖面图1。图6b为图1所示的本专利技术天线中的波导传输线剖面图2。如图1所示，根据本专利技术的漏波波导平板阵列天线包括顶层导电板1、中间层导电板2、 底层导电板3。天线装配时，天线的顶层、中间层、底层导电板依次叠在一起，如图l，图5 所示。为了传输信号，如图6a所示，具有固定宽度的顶板1槽道与中间层导电板2的上表面 -道形成整体波导传输线；此外为降低损耗，中间层与底层的功分器部分组成如图6所示的 波导传输线。如图2a,b，c所示，本专利技术天线的顶板层1的槽道上，存在若干从顶到底贯穿的缝隙，从 而与槽道一起形成若干漏波波导11。根据本专利技术的多重结构漏波波导平板阵列天线的功能如下文所述。外部频率信号通过顶层导电板1的缝隙输入，信号通过缝隙耦合并聚集到空腔形漏波波 导ll，并依次通过波导过渡阶梯12，波导过渡通孔21,波导过渡阶梯31，传递到中间层导 电板22和底层导电板32共同组成的波导功分器中。中间层导电板的波导阶梯23直接与波导 功分器的输出端口相连，将输出功分器的合成信号直接送往底层导电板中的波导输出口进行输出。形成传播信号的波导传输线的原理分别如图6a,b所示，中间层导电板2、顶层导电板1 彼此叠在一起。当两层导电板表面闭合时，波导槽道传输线被形成；中间层导电板2、底层 导电板3彼此叠在一起，闭合构成另一种波导槽道传输线。如上所述，本专利技术天线的波导传输线及漏波波导被设计成由螺栓和螺母接合在一起的双 层堆叠结构。这样做的优点为，虽然整体天线结构比较复杂，但通过分层方法能够容易地制 造，而且整体天线的结构较为扁平。与使用介电材料的扁平型天线相比，根据本专利技术的漏波 波导平板阵列天线在带宽、信号传输效率和增益上都较高。本专利技术天线可用于通讯或广播。与传统的金属波导天线相比，本专利技术天线通过倾斜波束 技术，能够实现天线平放式工作，所使用的分层结构容易实现更好的精度，同时也适合于批 量制造，而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高增益斜波束圆极化平板天线，其特征是，整体由分层结构所组成，其中包括：　　　　顶层导电板，其叠放在天线组合上部，主要包括波导过渡阶梯，顶部有十字形辐射缝隙的波导槽道；　　　　中间层导电板，主要包括：波导过渡通孔，波导功分器部分，波导输出口阶梯；　　　　底层导电板，主要包括：波导过渡阶梯，波导功分器部分，波导输出口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家齐，
申请(专利权)人：北京海域天华通讯设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]