多波束天线制造技术

本发明专利技术公开了一种多波束天线，该多波束天线包括：微带罗特曼透镜；微带天线阵，屏蔽层，位于微带罗特曼透镜和微带天线阵之间，屏蔽层具有多个开口，用于在微带罗特曼透镜与微带天线阵通过屏蔽层之间传导电磁波。通过本发明专利技术，解决了多波束天线体积较大且设计比较复杂的问题，进而达到了使多波束天线结构紧凑、设计简单的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种多波束天线。
技术介绍
毫米波多波束天线在通信系统中有着广泛的应用。可用于卫星通信系统，各种航 空航天器、移动收发设备间的通信系统、空中或地面交通控制管理系统、雷达或电子对抗系 统、全球定位系统(Global Position System,简称为GPS)系统等。 天线实现多波束主要有相控阵天线和多波束天线两种方式。相控阵天线由于需要 大量集成移相器、功分器或定向耦合器，实现起来非常复杂。罗特曼透镜是一种多波束形成 网络，并且具有结构紧凑、波束指向便于控制、工作带宽较宽等优点。然而随着应用频率的 逐渐升高，在毫米波段比如毫米波通信、雷达等设备，相关的技术由于各种局限性而无法适 用。 在相关技术中提供了一种多波束天线，该多波束天线为金属波导结构的基于罗特 曼透镜原理的多波束天线，其结构分为两部分，第一部分是金属波导结构的罗特曼透镜，第 二部分是辐射天线阵，这两部分直接级联构成多波束天线。在该方案中的多波束天线结构 由于使用了金属波导，在毫米波段不可避免的产生了重量大、生产加工困难、成本高以及体 积大等问题。 在相关技术中还提出了一种新的技术方案，在该方案中是利用基片集成波导取代 了传统的金属波导来构成罗特曼透镜以及波导缝隙天线。该方案总共有三部分组成，第一 是基片集成波导结构的罗特曼透镜，第二部分是基片集成波导移相网络，第三部分是基片 集成波导缝隙天线阵，其中第一部分与第二部分直接级联，第二部分与第三部分直接级联。 上述结构虽然避免了金属波导结构产生的重量大，成本高的问题，但是由于需要设计基片 集成波导移相网络，造成设计上的复杂，同时，因为上述三部分直接级联，使得多波束天线 整体体积较大，另外移相网络与辐射天线阵处于同一平面会在一定程度上对辐射天线性能 造成不良影响。 针对相关技术中多波束天线体积较大且设计比较复杂的问题，目前尚未提出有效 的解决方案。
技术实现思路
针对多波束天线体积较大且设计比较复杂的问题而提出本专利技术，为此，本专利技术的 主要目的在于提供一种多波束天线，以解决上述问题。 为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了 一种多波束天线。根据本专利技术的多波束天线包括微带罗特曼透镜；微带天线阵，屏蔽层，位于微带罗特曼透镜和微带天线阵之间，屏蔽层具有多个开口 ，其中，微带罗特曼透镜与微带天线阵通过多个开口传导电磁波。 优选地，屏蔽层具有预定的厚度或预定的刚度以支撑微带罗特曼透镜与微带天线阵。 优选地，罗特曼透镜由输入端口、输入端弧、输出端弧和输出端口组成。其中，输入 端口用于输入信号，输入端弧和输出端弧用于使信号产生相移量，输出端口用于输出信号。 优选地，屏蔽层还用于接地。 优选地，微带罗特曼透镜与微带天线阵通过屏蔽层上的多个开口来实现耦合连 接。 优选地，多个开口为以下形状中至少之一 矩形、蝴蝶结形或漏斗形。 优选地，微带天线阵包括并排多列串馈微带线阵，其中，多列串馈微带线阵中的各列微带天线阵通过多个开口与微带罗特曼透镜的输出端口一一对应。 优选地，微带天线阵使用了加权。 优选地，使用PCB工艺压合微带罗特曼透镜与微带天线阵以实现微带罗特曼透镜与微带天线阵的耦合连接。 优选地，屏蔽层为金属层。 根据本专利技术的多波束天线包括微带罗特曼透镜1 ;微带天线阵4，屏蔽层2，位于 微带罗特曼透镜1和微带天线阵4之间，屏蔽层具有多个开口，用于在微带罗特曼透镜1与 微带天线阵4通过屏蔽层2之间传导电磁波。通过本专利技术，解决了多波束天线体积较大且 设计比较复杂的问题，进而达到了使多波束天线结构紧凑、设计简单的效果。附图说明 此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中 图1是根据本专利技术实施例的多波束天线的示意图。具体实施方式 功能既述 考虑到多波束天线体积较大且设计比较复杂，本专利技术实施例提供了一种多波束天 线，该多波束天线包括微带罗特曼透镜1 ;微带天线阵4，屏蔽层2，位于微带罗特曼透镜1 和微带天线阵4之间，屏蔽层具有多个开口 3，用于在微带罗特曼透镜1与微带天线阵4通 过屏蔽层2之间传导电磁波。 在本专利技术中，利用罗特曼透镜原理，以带有开口的屏蔽层为地，在其上下两侧分别 以微带线的方式实现微带罗特曼透镜和微带天线阵，微带罗特曼透镜与微带天线阵通过屏 蔽层上的开口连接构成多波束天线。优选地，其结构主要有三部分构成第一部分为微带罗 特曼透镜，第二部分是带有开口的屏蔽层，第三部分是微带天线阵，其中第一部分和第三部 分通过第二部分的开口耦合连接。 在本专利技术中，优选地，罗特曼透镜由输入端口、输入端弧、输出端弧和输出端口组 成。信号从各输入端口经由输入端弧进入罗特曼透镜，再由输出端弧至各输出端口 ，并产生 需要的相移量。透镜边缘除去端口部分分布有匹配端口。 在本专利技术中，优选地，屏蔽层对上下透镜网络及辐射天线阵均起到接地的作用，同 时可以采用一定的厚度和有一定刚度的金属材料，以起到支撑整个天线结构的作用。 优选地，屏蔽层上的开口可以用诸如矩形、蝴蝶结形以及漏斗形的结构来实现将 透镜网络输出端口的能量耦合到微带天线阵的作用。 优选地，上层辐射天线阵采用并排多列串馈微带线阵的方式构成微带天线阵，每一列微带天线阵通过屏蔽层上的开口与微带罗特曼透镜的输出端口一一对应。可以根据需要设计成圆极化或者水平、垂直线极化，并可利用加权的方法来降低天线方向图的旁瓣。 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。 下面将结合实例对本专利技术实施例的实现过程进行详细描述。 实施例 根据本专利技术的实施例，提供了 一种多波束天线。 图1是根据本专利技术实施例的多波束天线的示意图。 如图1所示，该多波束天线包括微带罗特曼透镜1、屏蔽层2和微带天线阵4。 其中，微带罗特曼透镜1包括输入端口 11、输入端弧12、输出端弧13、输出端口 14、匹配端口15。屏蔽层2上具有多个开口 3。微带天线阵4和微带罗特曼透镜1还具有 介质层5。 在该实施例中，微带罗特曼透镜1与微带天线阵4耦合相连构成多波束天线。该 罗特曼透镜l由介质层5及其上面的金属敷铜面构成。从不同的输入端口，在输出端口形 成不同的相位差分布网络，再经过屏蔽层2的多个开口 3与微带天线阵相连，构成多波束天 线。本专利技术中的屏蔽层上的多个开口采用了漏斗形开口以提高能量的耦合。本专利技术中的微 带天线阵采用了 29列并排的21单元的微带串馈天线阵，单列微带天线阵使用了泰勒加权 以降低方向图的旁瓣。 用罗特曼透镜原理，用微带线结构来实现多波束天线。其结构主要有三部分构成 第一部分为微带罗特曼透镜1 ，第二部分是带有多个开口的屏蔽层2，第三部分是微带天线 阵4，其中第一部分和第三部分通过第二部分的多个开口耦合连接。 罗特曼透镜1采用微带线的形式来实现，但是设计方法仍可参照罗特曼透镜设计 公式来进行。输入信号从各输入端口 11通过与输入端弧12连接的微带线进入罗特曼透镜 1，再由输出端弧13至各输出端口 14，并产生需要的相移量。输入端弧12与输出端弧13的 连接部分使用了匹配端口 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波束天线，其特征在于，包括：　　　　微带罗特曼透镜（１）；　　　　微带天线阵（４），　　　　屏蔽层（２），位于所述微带罗特曼透镜（１）和所述微带天线阵（４）之间，所述屏蔽层（２）具有多个开口（３），其中，所述微带罗特曼透镜（１）与所述微带天线阵（４）通过所述多个开口（３）传导电磁波。

【技术特征摘要】
一种多波束天线，其特征在于，包括微带罗特曼透镜(1)；微带天线阵(4)，屏蔽层(2)，位于所述微带罗特曼透镜(1)和所述微带天线阵(4)之间，所述屏蔽层(2)具有多个开口(3)，其中，所述微带罗特曼透镜(1)与所述微带天线阵(4)通过所述多个开口(3)传导电磁波。2. 根据权利要求l所述的多波束天线，其特征在于，所述屏蔽层(2)具有预定的厚度或 预定的刚度以支撑所述微带罗特曼透镜(1)与所述微带天线阵(4)。3. 根据权利要求l所述的多波束天线，其特征在于，所述罗特曼透镜(1)由输入端口、 输入端弧、输出端弧和输出端口组成。其中，所述输入端口用于输入信号，所述输入端弧和 所述输出端弧用于使所述信号产生相移量，所述输出端口用于输出信号。4. 根据权利要求l所述的多波束天线，其特征在于，所述屏蔽层(2)还用于接地。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的多波束天线，其特征在于，所述微带罗特曼透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：任春，张峰会，刘敏，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]