本发明专利技术涉及功分网络技术领域，公开了一种功分网络结构及阵列天线系统，该结构，包括匹配负载、功分器、第一部件、第二部件，功分器之间由第一部件连接，功分器与匹配负载之间由第二部件连接。本发明专利技术解决了现有技术存在的功分网络末端输出功率的幅相不一致性等问题。
1、现有阵列天线的功分网络结构，不失一般性，以发射单极化天线为例，通常有以下几种。需要说明的是，图示中方框不仅可代表天线单元或子阵列天线，同样可以代表发射组件(transmit module，下文简称t组件)或者t组件与天线的集成(t组件通常位于阵列与功分网络之间的)，一个t组件可以连接一个或者多个天线单元。为保证功分网络输出端口的幅相一致性，或者减少负载对功分网络本身的影响，功分网络通常以威尔金森功分器为基础。图1中“t”形状代表一个1分2的威尔金森功分器。
3、在不作幅度加权时，为保证每个天线单元或者天线单元对应的t组件的输入信号幅相一致性，该种天线的馈电网络设计通常由等功分的1分2功分器或者1分2p功分器(其中p＜n)级联而成。
7、在不作幅度加权时，为保证每个天线单元或者天线单元对应的t组件的输入信号幅相一致性，该种天线的馈电网络结构通常由等功分的1分2功分器或者1分2p功分器(其中p＜m，n)级联而成。
>9、示例：典型的2*4馈电网络如图2所示。10、二维全阵列数不满足2m×2n时，不失一般性，以单极化3*4阵列天线为例：
11、在不作幅度加权时，为保证每个天线单元或者天线单元对应的t组件的输入信号幅相一致性，该种天线的馈电网络设计由图3所示，由于在纵向不满足2n排列，下方功分网络分路后立即接负载(如图中实心小矩形所示)，即“每个负载”与“末级功分网络+两个天线单元(或者两个天线单元对应的t组件)”相对应，如图3中椭圆虚线所示。
12、若需要作幅度加权，级联中需要引入不等功分的功分器或者通过t组件作幅度加权。
13、阵列天线采用稀疏布阵时：
14、通常采用稀疏布阵时，天线阵列规模较大，为方便示意且不失一般性，此处截取大规模阵列中具有典型代表的部分阵列。
15、如图4所示，其中若干方形虚线代表被稀疏布阵时删除或者未被馈电的“天线单元或子阵列天线，或者天线对应的t组件，也可以是t组件与天线的集成”。所述若干方形虚线被一个负载(如图中实心小矩形所示)代替，该负载与功分网络相连接。
16、现有技术存在的主要缺陷如下：
17、通过上述几种情况可知：
18、(1)在天线阵列为全阵时，且阵列单行、单列分别满足2m或者2n(m，n为≥1的自然数)时，用威尔金森功分器为基础可以很方便的级联成完整的功分网络。
19、(2)在天线阵列为全阵时，但阵列单行、单列不同时满足2m或者2n(m，n为≥1的自然数)时，现有公开的技术方案为用一个“负载”代替“末级或者多级功分网络+数个天线单元(或者数个天线单元对应的t组件)”相对应。
20、(3)在天线阵列为稀疏阵时，现有公开的技术方案为用一个“负载”代替“末级或者多级功分网络+数个天线单元(或者数个天线单元对应的t组件)”相对应。
21、以上第(2)、(3)种情况，与第(1)种情况相比，功分网络会出现明显的不平衡性，这种不平衡性会恶化功分网络末端输出功率的幅相不一致性。同时，在实际射频、微波电路中，用于代替“末级或者多级功分网络+数个天线单元(或者数个天线单元对应的t组件)”的负载通常与功分网络不是理想的匹配，会有回波反射信号，同样会导致功分网络末端输出功率的幅相不一致性。
22、不失一般性，以满阵时需要1分16路功分网络，但实际阵列天线需要稀疏布阵为例。
23、图5展示了满阵时1分16路功分网络，且图5中用实际威尔金森功分器代替上文中“t”形状。阵列天线为全阵时，末级功分网络连接t组件或者天线单元或天线子阵列。所述t组件或者天线单元或天线子阵列由图5中方形所示。
24、不失一般性，假设稀疏阵中，图5中右上角四路功分器输出端口对应的t组件或者天线被删除或者不被馈电，那么现有的方案如图6所示，即黑色实心矩形框为代替方形虚线所代表的“末级或者多级功分网络+数个天线单元(或者数个天线单元对应的t组件)”的负载。所述方形虚线在实际电路中被删除或者未被馈电。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种功分网络结构及阵列天线系统，解决现有技术存在的功分网络末端输出功率的幅相不一致性等问题。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
3、一种功分网络结构，包括匹配负载、功分器、第一部件、第二部件，功分器之间由第一部件连接，功分器与匹配负载之间由第二部件连接。
4、作为一种优选的技术方案，至少有一个功分器的所有分路端口均通过第二部件与匹配负载连接。
5、作为一种优选的技术方案，匹配负载后端直接接地，或匹配负载后端连接匹配开路传输线。
6、作为一种优选的技术方案，匹配开路传输线的长度范围为：(1/8+n/2)*等效波长～(1/2+n/2)*等效波长；其中，n为≥0的自然数。
7、作为一种优选的技术方案，第一部件为传输线、过孔、线缆的一种或多种的组合，第二部件为传输线、过孔、线缆的一种或多种的组合。
8、作为一种优选的技术方案，功分器为威尔金森功分器。
9、一种阵列天线系统，包括所述的一种功分网络结构，还包括阵列天线，功分网络结构直接或间接与阵列天线产生信号传输。
10、作为一种优选的技术方案，功分网络结构间接与阵列天线产生信号传输时，功分网络结构与阵列天线通过t组件、传输线、过孔、线缆一种或多种的组合进行信号传输，或通过r组件、传输线、过孔、线缆一种或多种的组合进行信号传输。
11、作为一种优选的技术方案，到达阵列天线中每一个天线单元或者子阵列天线的路径等同，或到达阵列天线对应的每一个t/r组件的路径等同，或到达阵列天线对应的传输线、过孔、线缆一种或几种组合的路径等同；所述路径等同，是指路径的插入损耗与相位相等或差值在设定范围内。
12、作为一种优选的技术方案，阵列天线为发射天线，或接收天线，或者收、发共天线的一种或多种。
13、本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
14、(1)本专利技术采用功分网络方案，以及对匹配负载的精细化处理，两者可以独立或者共同一起使得功分网络的输出端具有良好的幅相一致性；
15、(2)本专利技术中“完整的功分网络方案+对匹配负载的精细化处理”方案，可以快速完成任何形式的稀疏阵列的功分网络设计，同样也适用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功分网络结构，其特征在于，包括匹配负载、功分器、第一部件、第二部件，功分器之间由第一部件连接，功分器与匹配负载之间由第二部件连接。
2.根据权利要求1所述的一种功分网络结构，其特征在于，至少有一个功分器的所有分路端口均通过第二部件与匹配负载连接。
3.根据权利要求1所述的一种功分网络结构，其特征在于，匹配负载后端直接接地，或匹配负载后端连接匹配开路传输线。
4.根据权利要求3所述的一种功分网络结构，其特征在于，匹配开路传输线的长度范围为：(1/8+n/2)*等效波长～(1/2+n/2)*等效波长；其中，n为≥0的自然数。
5.根据权利要求1所述的一种功分网络结构，其特征在于，第一部件为传输线、过孔、线缆的一种或多种的组合，第二部件为传输线、过孔、线缆的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种功分网络结构，其特征在于，功分器为威尔金森功分器。
7.一种阵列天线系统，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的一种功分网络结构，还包括阵列天线，功分网络结构直接或间接与阵列天线产生信号传输。
8.根据权利要求7所述的一种阵列天线系统，其特征在于，功分网络结构间接与阵列天线产生信号传输时，功分网络结构与阵列天线通过T组件、传输线、过孔、线缆一种或多种的组合进行信号传输，或通过R组件、传输线、过孔、线缆一种或多种的组合进行信号传输。
9.根据权利要求7所述的一种阵列天线系统，其特征在于，到达阵列天线中每一个天线单元或者子阵列天线的路径等同，或到达阵列天线对应的每一个T/R组件的路径等同，或到达阵列天线对应的传输线、过孔、线缆一种或几种组合的路径等同；所述路径等同，是指路径的插入损耗与相位相等或差值在设定范围内。
10.根据权利要求7至9任一项所述的一种阵列天线系统，其特征在于，阵列天线为发射天线，或接收天线，或者收、发共天线的一种或多种。
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【技术特征摘要】
1.一种功分网络结构，其特征在于，包括匹配负载、功分器、第一部件、第二部件，功分器之间由第一部件连接，功分器与匹配负载之间由第二部件连接。
2.根据权利要求1所述的一种功分网络结构，其特征在于，至少有一个功分器的所有分路端口均通过第二部件与匹配负载连接。
3.根据权利要求1所述的一种功分网络结构，其特征在于，匹配负载后端直接接地，或匹配负载后端连接匹配开路传输线。
4.根据权利要求3所述的一种功分网络结构，其特征在于，匹配开路传输线的长度范围为：(1/8+n/2)*等效波长～(1/2+n/2)*等效波长；其中，n为≥0的自然数。
5.根据权利要求1所述的一种功分网络结构，其特征在于，第一部件为传输线、过孔、线缆的一种或多种的组合，第二部件为传输线、过孔、线缆的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种功分网络结构，其特征在于，功分器为威尔金森功分器。
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【专利技术属性】
技术研发人员：石中立，李雪莲，张传松，周哲，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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