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用于阵列天线的波导终端装置制造方法及图纸

技术编号:40186023 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-26 23:50
具有分层构造的阵列天线(100)。阵列天线包括辐射层(110)和面向辐射层的分发层(120),辐射层包括多个辐射元件(111)。分发层被布置成将射频RF信号分发到多个辐射元件。分发层包括至少一个分发层馈源(121)和至少一个第一波导(122),第一波导被布置成在至少一个分发层馈源和至少一个辐射元件之间引导RF信号。阵列天线还包括连接到至少一个分发层馈源(121)的至少第二波导(130)。第一波导(122)和第二波导(130)中的任何一个包括具有第一类型表面处理(313)的塑料,其中第一类型表面处理包括金属化。至少一个辐射元件是由衰减区段端接的虚设元件,其中衰减区段被布置在连接到虚设元件并且包括塑料的波导(122,130)中的任何一个上。衰减区段包括被布置成衰减RF信号的第二类型表面处理(314)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及天线装置,特别是基于波导的阵列天线,并且涉及一般的波导。天线装置适合于例如在电信和雷达收发器中使用。


技术介绍

0、背景

1、无线通信网络包括射频收发器,诸如用于蜂窝接入网络的无线电基站、用于例如回传到核心网络中的微波无线电链路收发器、以及与轨道上的卫星通信的卫星收发器。雷达收发器也是射频收发器,因为它发射和接收射频(rf)信号,即电磁信号。

2、收发器的辐射装置通常包括阵列天线,因为阵列允许对辐射方向图的成形进行高度控制,例如以用于高方向性、波束转向和/或多波束。阵列天线包括通常间距小于波长的多个天线元件,其中波长对应于收发器的工作频率。

3、期望阵列中的每个天线元件实现相等的个体行为。这里的行为是指辐射方向图、阻抗匹配等。特别期望为包括狭缝天线(slot antenna)的阵列中的每列元件实现相等的个体行为。然而,最外面的元件(或列)在实践中表现出不相等的性能,因为与阵列中间的元件(或列)相比,它们的邻居较少。

4、这可以通过添加一组新的最外层元件并将它们转换为虚设元件(或虚设列)来解决。虚设元件内部端接匹配的衰减器。这样,对于有源相邻元件,虚设元件就像是正常的有源元件。

5、需要用于阵列天线的改进的波导终端装置。


技术实现思路

0、概述

1、本公开的目的是提供用于阵列天线的改进的波导终端,即,易于以低成本制造,并且表现出良好性能的波导终端。

2、该目的至少部分地通过具有分层构造的阵列天线获得。该阵列天线包括辐射层和面向该辐射层的分发层,该辐射层包括多个辐射元件。分发层被布置成将射频rf信号分发到多个辐射元件。分发层包括至少一个分发层馈源和至少一个第一波导,该第一波导被布置成在至少一个分发层馈源和至少一个辐射元件之间引导rf信号。阵列天线还包括连接到至少一个分发层馈源的至少第二波导。第一波导和第二波导中的任何一个包括具有第一类型表面处理的塑料,其中第一类型表面处理包括金属化。此外,至少一个辐射元件是由衰减区段端接的虚设元件。衰减区段被布置在连接到虚设元件并且包括塑料的波导中的任何一个上。衰减区段包括被布置成衰减rf信号的第二类型表面处理。

3、衰减区段被用于构建衰减器,或获得衰减功能,或获得终端功能,其被直接集成到阵列天线中,这是有利的。衰减区段的制造更加容易且成本有效。

4、根据各方面,衰减区段匹配期望的系统阻抗,诸如50欧姆,但是任何值都是可能的。因此,衰减区段可以用作波导的良好匹配的终端。

5、为了端接虚设元件,衰减区段可以布置在阵列天线的辐射层上,但是优选地布置在分发层中,或者更优选地布置在连接到分发层的第二波导中。终端的目标是使虚设元件与任何其他相邻元件等效地呈现。

6、根据各方面,第一类型的表面处理包括底涂料和金属化。底涂料可以被用于使期望的金属更好地粘附到塑料部分。

7、根据各方面,其中,第二类型的表面处理包括未经处理的塑料,即衰减区段由未进行金属化的区段构成。这可以通过在金属化期间遮盖衰减区段来实现。因此,实现了成本有效且简单的制造过程。

8、根据各方面,第二类型的表面处理包括底涂料,即衰减区段包括底涂料,并且没有用通常期望的金属,诸如铜、银和金进行金属化。这样,包括塑料的整个波导可以首先用底涂料涂覆。此后,可以遮盖衰减区段,使其不被金属化涂覆。这提供了简单的制造过程。衰减区段的底涂料可以有利地使衰减区段被屏蔽免受外部(例如相邻波导)的影响。由此,可以减少不期望的耦合。

9、根据各方面,第二类型的表面处理包括金属化,其中金属化的厚度被布置成衰减rf信号。这提供了良好的衰减性能。有利的是,涂层厚度基本上不会改变表面电流分布,因此不会改变波导的特性阻抗。因此,第二表面处理的薄金属化导致从第一表面处理的涂层的过渡不存在不连续性,这意味着保持匹配。此外,衰减区段的相对薄的金属化可以有利地使衰减区段被屏蔽免受外部(例如相邻波导)的影响。由此,可以减少不期望的耦合。

10、根据各方面,包括塑料的波导中的任何一个包括有损塑料。这有利地衰减了不希望的信号,诸如来自衰减区段的任何泄漏。

11、根据各方面,至少一个虚设元件被布置在多个辐射元件的周边上。这改善了与虚设元件相邻的有源天线元件相对于阵列天线中的其余元件的个体行为。

12、根据各方面,阵列天线包括多列辐射元件,其中至少一列是由衰减区段端接的虚设列。根据另外的方面,该至少一个虚设列被布置在多个列的周边上。这改善了与虚设列相邻的有源列相对于阵列天线中的其余列的个体行为。

13、根据各方面,第一波导是间隙波导,并且辐射层和分发层中的任何一个包括超材料结构,该超材料结构被布置成在分发层和辐射层中间形成间隙波导。超材料结构还被布置成防止工作频带中的电磁辐射从间隙波导在除通过分发层馈源和辐射元件之外的方向上传播。超材料结构有效地密封间隙波导通道,使得电磁能量可以或多或少地沿着预期的导波路径不受阻碍地通过,但不在任何其他方向上通过。辐射层和分发层之间的装置可以是无接触的,因为层之间不需要电接触。这是优点,因为不需要高精度组装;这两层可以简单地用诸如螺栓等紧固装置彼此附接。此外,不需要验证电接触,因为重复结构以非接触方式密封过渡处。

14、根据各方面,超材料结构包括突出元件的重复结构。重复结构可以例如被直接加工成层中的一个。这是优点,因为这种加工可以以具有高机械精度的成本有效的方式进行。这种整体形成的重复结构在机械上也是稳定的,这是优点。

15、本文还公开了一种包括根据上述讨论的天线装置的电信或雷达收发器。

16、本文还公开了一种用于引导射频rf信号的波导,其中该波导包括金属化的塑料。波导还包括衰减区段,其中该衰减区段包括第二类型的表面处理,并且波导的其余部分包括第一类型的表面处理。第一类型的表面处理包括金属化,第二类型的表面处理被布置成衰减rf信号。

17、本公开利用塑料的表面处理来构建衰减器,或获得衰减功能,或获得终端功能,表面处理被直接集成到波导,这是有利的。根据各方面,衰减区段匹配期望的系统阻抗,诸如50欧姆,但是任何值都是可能的。因此,衰减区段可以用作波导的良好匹配的终端。

18、根据各方面,波导包括彼此面对的第一层和第二层。第一层和第二层中的任何一层包括超材料结构,该超材料结构被布置成在第一层和第二层中间形成间隙波导。超材料结构还被布置成防止工作频带中的电磁辐射从间隙波导在除沿着预期导波路径以外的方向上传播。

19、超材料结构有效地密封间隙波导通道,使得电磁能量可以或多或少地沿着预期的导波路径不受阻碍地通过,但不在任何其他方向上通过。层之间的装置可以是无接触的,因为层之间不需要电接触。这是优点,因为不需要高精度组装;这两层可以简单地用诸如螺栓等紧固装置彼此附接。此外,不需要验证电接触,因为重复结构以非接触方式密封过渡处。

20、根据各方面,波导的超材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有分层构造的阵列天线(100),包括:

2.根据权利要求1所述的阵列天线(100),其中,所述第一类型的表面处理(313)包括底涂料和金属化。

3.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括未经处理的塑料。

4.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括底涂料。

5.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括金属化,其中,所述金属化的厚度被布置成衰减所述RF信号。

6.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,包括塑料的所述波导(122、130)中的任何一个包括有损塑料。

7.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述至少一个虚设元件被布置在所述多个辐射元件(111)的周边上。

8.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),包括多列辐射元件(111),其中,至少一列是由所述衰减区段端接的虚设列。

9.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,至少一个虚设列被布置在多个列的周边上。

10.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第一波导是间隙波导,并且所述辐射层(110)和所述分发层(120)中的任何一层包括超材料结构(124),所述超材料结构被布置成在所述分发层(120)和所述辐射层(110)中间形成所述间隙波导,所述超材料结构还被布置成防止工作频带中的电磁辐射从所述间隙波导在除了通过分发层馈源(121)和辐射元件(111)之外的方向上传播。

11.根据权利要求10所述的阵列天线(100),其中,所述超材料结构(124)包括突出元件(125)的重复结构。

12.一种电信或雷达收发器,其包括根据权利要求1-11中任一项所述的天线装置(100)。

13.一种用于引导射频RF信号的波导(300,400),所述波导包括金属化的塑料,所述波导还包括衰减区段(312),其中,所述衰减区段包括第二类型的表面处理(314),并且所述波导的其余部分包括第一类型的表面处理(313),其中,所述第一类型的表面处理包括金属化,并且所述第二类型的表面处理被布置成衰减所述RF信号。

14.根据权利要求13所述的波导(300,400),包括面向彼此的第一层(511)和第二层(512),其中,所述第一层和所述第二层中的任何一层包括超材料结构(521),所述超材料结构被布置成在所述第一层(511)和所述第二层(512)中间形成间隙波导,所述超材料结构还被布置成防止工作频带中的电磁辐射从所述间隙波导在除了沿预期导波路径以外的方向上传播。

15.根据权利要求14所述的波导(300,400),其中,所述超材料结构(521)包括突出元件(522)的重复结构。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的波导(300,400),其中,所述第一类型的表面处理(313)包括底涂料。

17.根据权利要求13-16中任一项所述的波导(300,400),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括未经处理的塑料。

18.根据权利要求13-17中任一项所述的波导(300,400),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括底涂料。

19.根据权利要求13-18中任一项所述的波导(300,400),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括金属化,并且其中,所述金属化的厚度被布置成衰减所述RF信号。

20.一种用于生产包括塑料的波导(300,400)的方法,所述方法包括:

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种具有分层构造的阵列天线(100),包括:

2.根据权利要求1所述的阵列天线(100),其中,所述第一类型的表面处理(313)包括底涂料和金属化。

3.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括未经处理的塑料。

4.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括底涂料。

5.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第二类型的表面处理(314)包括金属化,其中,所述金属化的厚度被布置成衰减所述rf信号。

6.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,包括塑料的所述波导(122、130)中的任何一个包括有损塑料。

7.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述至少一个虚设元件被布置在所述多个辐射元件(111)的周边上。

8.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),包括多列辐射元件(111),其中,至少一列是由所述衰减区段端接的虚设列。

9.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,至少一个虚设列被布置在多个列的周边上。

10.根据任一项前述权利要求所述的阵列天线(100),其中,所述第一波导是间隙波导,并且所述辐射层(110)和所述分发层(120)中的任何一层包括超材料结构(124),所述超材料结构被布置成在所述分发层(120)和所述辐射层(110)中间形成所述间隙波导,所述超材料结构还被布置成防止工作频带中的电磁辐射从所述间隙波导在除了通过分发层馈源(121)和辐射元件(111)之外的方向上传播。

11.根据权利要求10所述的阵列天线(100),其中,所述超材料结构(124)包括突出元件(125)的重...

【专利技术属性】
技术研发人员:卡洛·本奇文尼
申请(专利权)人:加普韦夫斯公司
类型:发明
国别省市:

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