一种双频段连续前后向扫描的波束扫描天线制造技术

本发明专利技术公开了一种双频段连续前后向扫描的波束扫描天线，包括辐射结构和馈电网络结构，辐射结构通过辐射槽阵列、第一矩形金属化通孔阵列、第二矩形金属化通孔阵列、矩形金属槽阵列、第一覆铜层、第一介质层、第二介质层和第三介质层构成，超宽带的TEM模波通过馈电网络结构从左向右传输，并向上耦合至辐射结构的矩形金属槽阵列处实现超宽带特性，并将被调制为双频段的TEM模波，最终由辐射槽阵列向外辐射，实现双频段波束扫描；优点是能够解决双频段在宽边辐射时的反射问题，实现双频段的连续前后向扫描，从而很大程度地增加波束扫描天线的波束覆盖范围。的波束覆盖范围。的波束覆盖范围。

【技术实现步骤摘要】
一种双频段连续前后向扫描的波束扫描天线


[0001]本专利技术涉及双频段波束扫描天线，尤其是涉及一种双频段连续前后向扫描的波束扫描天线。

技术介绍

[0002]基于漏波特性的波束扫描天线无需复杂且昂贵的波束控制网络的辅助即可实现空间波束扫描，它们具有结构简单、轮廓低和易于集成的优点。因此，它们被广泛应用于各种无线系统，例如雷达、成像和移动通信等。
[0003]波束扫描范围是波束扫描天线的关键指标，双频段(低频段和高频段)设计的波束扫描天线可以增强波束覆盖范围，同时减少天线在各种无线通信系统中占用的空间，这引起了人们的广泛关注。然而在目前已知的双频段波束扫描天线中，辐射结构在宽边辐射时由于同相反射波的叠加，天线通常会在宽边辐射处出现较大的反射，导致天线两个频段内只能进行前向或者后向的扫描，这很大程度地限制了双频段波束扫描天线的波束扫描范围。
[0004]鉴此，设计一种能够解决在宽边辐射时的反射问题，实现双频段的连续前后向扫描，从而很大程度地增加波束扫描天线的波束覆盖范围的双频段连续前后向扫描的波束扫描天线，在各种通信无线系统中具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频段连续前后向扫描的波束扫描天线，包括辐射结构和馈电网络结构，所述的馈电网络结构用于将单频段超宽带TEM模波传输至所述的辐射结构，其特征在于所述的辐射结构用于将所述的馈电网络结构传输至其处的单频段超宽带TEM模波先调制为双频段TEM模波，然后将该双频段TEM模波向自由空间传播并完成前后向连续扫描；所述的辐射结构包括辐射槽阵列、第一矩形金属化通孔阵列、第二矩形金属化通孔阵列、矩形金属槽阵列、第一覆铜层、第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述的第一介质层、所述的第二介质层和所述的第三介质层按照从上到下顺序层叠，所述的第一覆铜层附着在所述的第一介质层的上表面，所述的第一覆铜层、所述的第一介质层、所述的第二介质层和所述的第三介质层均为矩形，且四者长度相同，宽度也相同，所述的第一覆铜层、所述的第一介质层、所述的第二介质层和所述的第三介质层的长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，所述的第一覆铜层、所述的第一介质层、所述的第二介质层和所述的第三介质层的前端面上下对齐，左端面也上下对齐；所述的辐射槽阵列包括按照从左到右顺序均匀间隔分布的n个矩形辐射槽组，n为大于2的整数；每个所述的矩形辐射槽组均包括上下贯穿所述的第一覆铜层的6个矩形辐射槽，6个矩形辐射槽按照从左到右顺序间隔分布，6个矩形辐射槽的前端面均沿左右方向，任意相邻两个矩形辐射槽之间的间距均为0.5mm，6个矩形辐射槽沿前后方向的宽度相等，沿左右方向的长度也相等，将6个矩形辐射槽从左到右依次称为第一矩形辐射槽、第二矩形辐射槽、第三矩形辐射槽、第四矩形辐射槽、第五矩形辐射槽和第六矩形辐射槽，所述的第一矩形辐射槽和所述的第四矩形辐射槽的前端面位于同一平面，所述的第二矩形辐射槽和所述的第三矩形辐射槽的前端面位于同一平面，且该平面位于所述的第一矩形辐射槽的前端面的前侧1mm处，所述的第五矩形辐射槽和所述的第六矩形辐射槽的后端面位于同一平面，且该平面位于所述的第一矩形辐射槽的后端面的后侧1mm处，所述的第二矩形辐射槽的前端面位于所述的第一覆铜层的前端面的后侧，所述的第五矩形辐射槽的后端面位于所述的第一覆铜层的后端面的前侧；相邻两个矩形辐射槽组中，位于左侧的一个矩形辐射槽组的第六矩形辐射槽和位于右侧的一个矩形辐射槽组的第一矩形辐射槽之间的间距为0.5mm；所述的辐射槽阵列中，位于最左侧的矩形辐射槽组的第一矩形辐射槽的左端面与所述的第一覆铜层的左端面之间具有一段距离，位于最右侧的矩形辐射槽组的第六矩形辐射槽的右端面与所述的第一覆铜层的右端面之间具有一段距离；所述的第一矩形金属化通孔阵列包括上下贯穿所述的第一覆铜层和所述的第一介质层的多个第一金属化通孔，每个所述的第一金属化通孔的直径均为0.2mm，多个第一金属化通孔从左到右按行以及从前到后按列间隔分布，并围成6n个矩形区域，该6n个矩形区域从左到右依次分布，将该6n个矩形区域从左到右依次称为第1个第一矩形区域，第2个第一矩形区域，
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，第6n个第一矩形区域，n个矩形辐射槽组具有的6n个矩形辐射槽一一对应落入该6n个矩形区域内，位于同一行的相邻两个第一金属化通孔的中心间距均为0.4mm，位于同一列的相邻两个第一金属化通孔的中心间距均为0.4mm，每个矩形辐射槽的前端面与位于其前侧的第一金属化通孔的中心间距均为0.25mm，每个矩形辐射槽的后端面与位于其后侧的第一金属化通孔的中心间距均为0.25mm，每个矩形辐射槽的左端面与位于其左侧的第一金属化通孔的中心间距均为0.25mm，每个矩形辐射槽的右端面与位于其右侧的第一金属化通孔的中心间距均为0.25mm；
所述的第二矩形金属化通孔阵列包括上下贯穿所述的第二介质层的多个第二金属化通孔，每个所述的第二金属化通孔的直径均为0.2mm，多个第二金属化通孔从左到右按行以及从前到后按列间隔分布，围成6n个矩形区域，该6n个矩形区域从左到右依次分布，将该6n个矩形区域从左到右依次称为第1个第二矩形区域，第2个第二矩形区域，
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，第6n个第二矩形区域，第m个第一矩形区域和第m个第二矩形区域相对应，m＝1，2，...，6n，第m个第一矩形区域的中心和第m个第二矩形区域的中心上下对齐，第m个第一矩形区域的前端面和第m个第二矩形区域的前端面位于同一平面，第m个第一矩形区域的后端面和第m个第二矩形区域的后端面位于同一平面，第m个第二矩形区域的左端面与其右端面之间的距离为第m个第一矩形区域的左端面与其右端面之间的距离的四分之一；所述的矩形金属槽阵列包括上下贯穿所述的第三介质层的多个第一矩形金属槽、6n个第二矩形金属槽和3n个第三矩形金属槽组；每个所述的第二矩形金属槽的前端面均平行于所述的第三介质层的前端面，每个所述的第二矩形金属槽的前端面、后端面、左端面和右端面均被金属铜覆盖，每个所述的第二矩形金属槽的左端面和右端面之间的距离均为0.2mm，前端面和后端面之间的距离均为15mm，每个所述的第一矩形金属槽的前端面、后端面、左端面和右端面均被金属铜覆盖，每个所述的第一矩形金属槽的左端面和右端面之间的距离均为0.2mm，多个第一矩形金属槽从左到右按行以及从前到后按列分布，围成6n个开口朝左的U型区域，6n个U型区域按照从左到右顺序间隔分布，6n个第二矩形金属槽也按照从左到右顺序间隔分布，将6n个第二矩形金属槽按照从左到右顺序依次称为第1个第二矩形金属槽、第2个第二矩形金属槽，....，第6n个第二矩形金属槽，将6n个U型区域按照从左到右顺序依次称为第1个U型区域、第2个U型区域，...，第6n个U型区域，其中第m个U型区域与第m个第二矩形金属槽相对应，第m个第二矩形金属槽的右端面与第m个U型区域的左端面所在平面的距离为0.9mm，第m个第二矩形金属槽的前端面、第m个U型区域的前端面和第m个第二矩形区域的前端面位于同一平面，第m个第二矩形金属槽的后端面、第m个U型区域的后端面和第m个第二矩形区域的后端面位于同一平面，6n个第二矩形金属槽和6n个U型区域交替分布，第m个U型区域位于第m个第二矩形金属槽的右侧，第i个第二矩形金属槽和第i个U型区域之间设置有一个所述的第三矩形金属槽组，i＝2，4，6，...，6n
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2，6n，每个所述的第三矩形金属槽组均包括5个从前到后间隔排列的第三矩形金属槽，每个所述的第三矩形金属槽组中，5个第三矩形金属槽的左端面均位于同一平面，右端面均位于同一平面，每个第三矩形金属槽的前端面、后端面、左端面和右端面均被金属铜覆盖，每个第三矩形金属槽的左端面到其右端面的距离为0.6mm，前端面到其后端面的距离为0.5mm，相邻两个第三矩形金属槽的距离为2mm；每个第三矩形金属槽组的5个第三矩形金属槽的左端面所在平面到位于该第三矩形金属槽组左侧的第二矩形金属槽的右端面的距离为0.15mm，每个第三矩形金属槽组的5个第三矩形金属槽的右端面所在平面到位于该第三矩形金属槽组右侧的U型区域的左端面的距离为0.15mm。2.根据权利要求1所述的一种双频段连续前后向扫描的波束扫描天线，其特征在于所述的馈电网络结构包括第一CPW
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SICL转接结构、第一1
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8SICL功分结构、第一SICL
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PPW转接结构、第二CPW
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SICL转接结构、第二1
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8SICL功分结构、第二SICL
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PPW转接结构、PPW结构、第二覆铜层、第三覆铜层、第四介质层和第五介质层，所述的第四介质层位于所述的第三介质层的下方，所述的第五介质层层叠在所述的第四介质层的下方，所述的第二覆铜层附着在
所述的第四介质层的上表面并与所述的第三介质层的下表面贴合，所述的第三覆铜层附着在所述的第五介质层的下表面，所述的第二覆铜层、所述的第三覆铜层、所述的第四介质层和所述的第五介质层均为矩形，所述的第二覆铜层、第三覆铜层、所述的第四介质层和所述的第五介质层的长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，所述的第二覆铜层、所述的第三覆铜层、所述的第四介质层和所述的第五介质层的宽度相同，所述的第二覆铜层、所述的第三覆铜层、所述的第四介质层和所述的第五介质层的前端面上下对齐，后端面也上下对齐，所述的第三覆铜层的左端面和所述的第五介质层的左端面上下对齐，所述的第三覆铜层的右端面和所述的第五介质层的右端面上下对齐，所述的第二覆铜层和所述的第四介质层的左端面上下对齐，所述的第二覆铜层和所述的第四介质层的右端面上下对齐，所述的第三覆铜层和所述的第五介质层的左端面所在平面位于所述的第二覆铜层和所述的第四介质层的左端面所在平面的左侧且两者距离为3mm，所述的第三覆铜层和所述的第五介质层的右端面所在平面位于所述的第二覆铜层和所述的第四介质层的右端面所在平面的右侧且两者距离为3mm；所述的第一CPW
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SICL转接结构包括第一CPW
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SICL金属化通孔组、第二CPW
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SICL金属化通孔组、贯穿所述的第二覆铜层的第一等腰梯形槽和附着在所述的第五介质层上表面的第一金属传输线；所述的第一金属传输线的自左向右延伸，所述的第一金属传输线的左端作为其输入端，所述的第一金属传输线的右端作为其输出端，所述的第一金属传输线的输入端与所述的第四介质层的左端面上下对齐；所述的第一等腰梯形槽的上端面和下端面为两个完全相同的等腰梯形，该等腰梯形的下底与所述的第四介质层的左端面上下对齐，上底位于其下底的右侧；所述的第一CPW
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SICL金属化通孔组包括两个第三金属化通孔组，每个第三金属化通孔组均包括多个从左到右间隔排布，且贯穿所述的第五介质层和所述的第三覆铜层的第三金属化通孔，两个第三金属化通孔组从前到后顺序间隔设置且呈前后对称，将两个第三金属化通孔组按照从前到后顺序依次称为第1个第三金属化通孔组和第2个第三金属化通孔组；所述的第二CPW
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SICL金属化通孔组位于所述的第一CPW
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SICL金属化通孔组的右侧，所述的第二CPW
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SICL金属化通孔组包括两个第四金属化通孔组，每个第四金属化通孔组均包括多个按照从左到右顺序间隔分布，且贯穿所述的第五介质层和所述的第三覆铜层的第四金属化通孔，两个第四金属化通孔组从前到后顺序间隔设置且呈前后对称，将两个第四金属化通孔组按照从前到后顺序依次称为第1个第四金属化通孔组和第2个第四金属化通孔组；第1个第四金属化通孔组的中心线位于第1个第三金属化通孔组的中心线所在直线的前侧，第2个第四金属化通孔组的中心线位于第2个第三金属化通孔组的中心线所在直线的后侧；所述的第一金属传输线从两个第三金属化通孔组之间延伸到两个第四金属化通孔组之间，所述的第一等腰梯形槽映射到所述的第五介质层上时将位于两个第四金属化通孔组之间；所述的第一1
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8SICL功分结构包括第一1
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8SICL功分器金属化通孔组以及附着在所述的第五介质层上表面的第一1
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8SICL功分器；所述的第一1
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8SICL功分器具有1个输入端和8个输出端，所述的第一1
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8SICL功分器的输入端位于其8个输出端的左侧，所述的第一1
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8SICL功分器的输入端与所述的第一金属传输线的输出端连接，所述的第一1
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8SICL功分器金属化通孔组包括贯穿所述的第二覆铜层、所述的第四介质层、所述的第五介质层和所述的第三覆铜层的多个第五金属化通孔，多个第五金属化通孔分布在所述的第一1
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙立莹，陆云龙，徐林通，林奕彤，尤阳，黄季甫，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：