CN1885616A - 高增益波导喇叭阵列平板天线 - Google Patents
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Abstract
一种高增益波导喇叭阵列平板天线，它包括有顶层导电板、中间层导电板、带线层导电板、底层导电板；所述的顶层导电板的上表面内阵列设有多个喇叭孔，在该喇叭孔内底部中间设有馈电缝隙通孔，在顶层导电板的下表面内阵列设有多个空腔形导管；所述的中间层导电板设置在顶层导电板的下部，在中间层导电板的上表面内设有与顶层导电板下表面的空腔形导管相对应的波导通孔；所述的带线层导电板设置在中间层导电板的下部，该带线层导电板为一导电薄板，叠放于底层导电板与中间层导电板之间；本发明的优点是：分层结构容易实现更好的精度，适合于批量制造，重量被显著减轻，易于安装又轻便，制造成本显著降低，损耗小，能够被用作高功率、高增益天线。
Description
技术领域
该发明涉及平板天线技术领域，是一种高增益波导喇叭阵列平板天线
背景技术
目前，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材料，避免了由此而带来的损耗，因此易于制造高增益天线。但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。
发明内容
本发明的目的是提供一种高增益波导喇叭阵列平板天线，其通过引入一种新的带线馈电网络，并成功与波导喇叭辐射单元相结合，与上述两种天线相比，既有波导型天线的低损耗特点，又有微带型天线的体积小、重量轻、易加工的优点，在此基础上与波导喇叭辐射单元相结合，研制出一种小型化高增益平板天线。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于：它包括有顶层导电板、中间层导电板、带线层导电板、底层导电板；
所述的顶层导电板的上表面内阵列设有多个喇叭孔，在该喇叭孔内底部中间设有馈电缝隙通孔，在顶层导电板的下表面内阵列设有多个空腔形导管，在该空腔形导管内的四角处有与四个喇叭孔相通的馈电缝隙通孔；
所述的中间层导电板设置在顶层导电板的下部，在中间层导电板的上表面内设有与顶层导电板下表面的空腔形导管相对应的波导通孔，在中间层导电板的下表面内设有使各波导通孔连通的上凹槽道，该上凹槽道设有一个上凹槽道出口；
所述的带线层导电板设置在中间层导电板的下部，该带线层导电板为一导电薄板，叠放于底层导电板与中间层导电板之间，在带线层导电板内设有与波导通孔、上凹槽道形状对应的槽孔，在该槽孔内设有传输导带，该传输导带与带线层导电板之间设有固定导带。
所述的底层导电板设置在带线层导电板的下部，在底层导电板的上表面内设有与波导通孔对应的波导盲孔和与上凹槽道对应相同的下凹槽道、下凹槽道出口；
所述的顶层导电板、中间层导电板和底层导电板由塑料制成，且表面涂覆有导电金属层。
所述的顶层导电板、中间层导电板和底层导电板由金属材料制成。
在波导通孔的对应处设有耦合导带角。
所述的底层导电板的上表面，与中间层导电板的下表面、带线层导电板的表面涂覆有导电金属，以便于接收信号。
在传输导带的弯角处设有匹配台阶。
根据本发明的顶层导电板上的每个喇叭孔内由下端馈电缝隙通孔分别进行馈电。下端馈电缝隙通孔每相邻四个形成一组，在下端空腔形导管中合并，并进入到底部转换波导孔中。各个转换波导的信号通过传输导带和槽道被彼此连接在一起，使得信号最终被同相叠加而输出。
为了保证批量生产性，本发明天线的顶层、带线层、中间层和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，本发明的天线顶层、中间层、带线层和底层导电板也可由金属材料精密加工制成。
本发明的优点是：本发明天线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，而且重量可以被显著减轻，易于安装又轻便，与传统天线相比，本发明制造成本显著降低，而且由于其较小的损耗，因此能够被用作高功率、高增益天线。
附图说明
图1为本发明的主视外形结构示意图。
图2为图1中的顶层导电板1的俯视示意图。
图3为图2中的A-A向剖视示意图。
图4为图1中的顶层导电板1的仰视示意图。。
图5为图1中的中间层导电板2的俯视图。
图6为图1中的中间层导电板2的仰视图。
图7为图6中的B-B向剖视示意图。
图8为图6中的D-D向剖视示意图。
图9为图6中的C-C向剖视示意图。
图10为图中的带线层导电板3的俯视示意图。
图11为图1中的底层导电板4的俯视示意图。
图12为图11中的E-E向剖视示意图。
图13为图11中的F-F向剖视示意图。
图14为图11中的G-G向剖视示意图。
图15为图1的局部放大示意图。
图16为本发明的立体示意图。
图17为本发明的整体结构分解图。
具体实施方式
参见图1、图16、图17所示：一种高增益波导喇叭阵列平板天线，它包括有顶层导电板1、中间层导电板2、带线层导电板3、底层导电板4；
参见图2、图3、图4所示：所述的顶层导电板1的上表面内阵列设有多个喇叭孔12，在该喇叭孔12内底部中间设有馈电缝隙通孔13，在顶层导电板1的下表面15内阵列设有多个空腔形导管14，在该空腔形导管14内的四角处有与四个喇叭孔相通的馈电缝隙通孔13；
参见图5、图6、图7、图8、图9所示：所述的中间层导电板2设置在顶层导电板1的下部，在中间层导电板2的上表面201内设有与顶层导电板下表面15的空腔形导管14相对应的波导通孔203，在中间层导电板2的下表面202内设有使各波导通孔203连通的上凹槽道204，该上凹槽道204设有一个上凹槽道出口205；
参见图10所示：所述的带线层导电板3设置在中间层导2电板的下部，该带线层导电板3为一导电薄板，叠放于底层导电板4与中间层导电板2之间，在带线层导电板3内设有与波导通孔203、上凹槽道204形状对应的槽孔302，在该槽孔302内设有传输导带301，该传输导带301与带线层导电板3之间设有固定导带304。
参见图11、图12、图13、图14所示：所述的底层导电板4设置在带线层导电板3的下部，在底层导电板4的上表面405内设有与波导通孔203对应的波导盲孔402和与上凹槽道204对应相同的下凹槽道403、下凹槽道出口404；
所述的顶层导电板1、中间层导电板2和底层导电板4可由塑料制成，且表面涂覆有导电金属层。
或所述的顶层导电板1、中间层导电板2和底层导电板4由金属材料制成。
在波导通孔203的对应处设有耦合导带角305(见图10)。
所述的底层导电板4的上表面405，与中间层导电板2的下表面202、带线层导电板3的表面涂覆有导电金属，以便于接收信号。
在传输导带301的弯角处设有匹配台阶303(见图10)。
根据本发明的多重结构波导喇叭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的喇叭孔12输入，信号通过缝隙13耦合并聚集到空腔形导管14，并被传递到中间层导电板2的连接波导通孔203和底层导电板4所构成的转换波导盲孔402中。信号被底层导电板的转换波导盲孔402中的带线耦合导带角305接收并传送至中间层导电板2、底层导电板4、带线层导电板3所组成的带线馈电网络中进行同相叠加输出。
形成传播信号带线的原理如图15所示，底层导电板4、中间层导电板2和带线层导电板3被彼此叠在一起。当中间层导电板2的上凹槽道204、底层导电板4的下凹槽道403和带线层3闭合时，槽道被形成。与中间导带301共同形成的带线传输线。同时如图10所示，带线层中利用导带匹配台阶303和固定导带304一方面对信号传输进行阻抗匹配，使信号能够高效传输，同时也对整个带线中的金属中间导带301进行支撑作用，以保证导带结构的稳定。
如上所述，本发明天线的带线传输线及转换波导被设计成由螺栓16接合在一起的多层堆叠结构。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，根据本发明的波导喇叭阵列天线在带宽、信号传输效率和增益上都较高。
本发明天线可用于通讯或广播。与传统的金属波导缝隙天线相比，本发明天线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，而且重量可以被显著减轻，易于安装又轻便。与传统天线相比，本发明制造成本显著降低，而且由于其较小的损耗，因此能够被用作高功率、高增益天线。
Claims (6)
1、一种高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于：它包括有顶层导电板(1)、中间层导电板(2)、带线层导电板(3)、底层导电板(4)；
所述的顶层导电板(1)的上表面(11)内阵列设有多个喇叭孔(12)，在该喇叭孔(12)内底部中间设有馈电缝隙通孔(13)，在顶层导电板(1)的下表面(15)内阵列设有多个空腔形导管(14)，在该空腔形导管(14)内的四角处有与四个喇叭孔相通的馈电缝隙通孔(13)；
所述的中间层导电板(2)设置在顶层导电板(1)的下部，在中间层导电板(2)的上表面(201)内设有与顶层导电板下表面的空腔形导管相对应的波导通孔(203)，在中间层导电板的下表面(202)内设有使各波导通孔连通的上凹槽道(204)，该上凹槽道设有一个上凹槽道出口(205)；
所述的带线层导电板3设置在中间层导电板(2)的下部，该带线层导电板(3)为一导电薄板，叠放于底层导电板与中间层导电板之间，在带线层导电板内设有与波导通孔(203)、上凹槽道(204)形状对应的槽孔(302)，在该槽孔内设有传输导带(301)，该传输导带(301)与带线层导电板(3)之间设有固定导带(304)；
所述的底层导电板(4)设置在带线层导电板(3)的下部，在底层导电板的上表面(401)内设有与波导通孔对应的波导盲孔(402)和与上凹槽道对应相同的下凹槽道(403)、下凹槽道出口(404)。
2、根据权利要求1所述的高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于：所述的顶层导电板、中间层导电板和底层导电板由塑料制成，且表面涂覆有导电金属层。
3、如权利要求1所述的高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于，所述的顶层导电板、中间层导电板和底层导电板由金属材料制成。
4、如权利要求1所述的高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于，在波导通孔的对应处设有耦合导带角(305)。
5、如权利要求1所述的高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于，所述的底层导电板的上表面，与中间层导电板的下表面、带线层导电板的表面涂覆有导电金属。
6、如权利要求1所述的高增益波导喇叭阵列平板天线，其特征在于，在传输导带的弯角处设有匹配台阶(303)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20061227 |