CN207074711U - 一种天线及其馈电线源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天线及其馈电线源，该馈电线源包括：波导功分部件，波导功分部件包括多个功分输出端口；以及多个耦合部件，各个耦合部件均包括耦合输入端口和耦合输出端口，多个耦合输入端口分别对应连接于多个功分输出端口；其中，各个耦合输出端口的口径面上设置有用于补偿口径中心相位差的超材料结构。通过在各个耦合输出端口的口径面上设置超材料结构，能够对口径面上的相位分布进行适当的补偿，使得电磁波在输出口径面上辐射出等幅同相的能量，进而在平行板波导中形成准平面波传输；本实用新型的馈电线源结构简单，设计灵活方便，易于共形，并且空间占用率低，并可应用于CTS天线。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，具体来说，涉及一种天线及其馈电线源。
背景技术
在工程应用中，为平面波导CTS(Continue Transverse Stub，连续横向枝节)天线提供等幅同相的理想线源难以实现。现有一种用于CTS天线的线源，是利用柱面抛物线的方法来进行设计。
但是，这种设计方法在大口径馈电时，为了保证抛物面焦距，整体线源的占用空间较大，难以在线源尺寸方面有所进展；而且，这种设计方法利用H面T型结与平行板波导直接结合，由于H面T型结口径面上的相位分布的差别，在平行板波导中难以保持准平面波的传输。
针对相关技术中难以为CTS天线提供等幅同相的理想线源的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
针对相关技术中上述的问题，本实用新型提出一种馈电线源，能够对口径面上的相位差进行补偿，在平行板波导中形成准平面波传输，并可应用于CTS天线的馈源。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
根据本实用新型的一个方面，提供了一种馈电线源，包括：
波导功分部件，波导功分部件包括多个功分输出端口；以及
多个耦合部件，各个耦合部件均包括耦合输入端口和耦合输出端口，多个耦合输入端口分别对应连接于多个功分输出端口；
其中，各个耦合输出端口的口径面上设置有用于补偿口径中心相位差的超材料结构。
其中，各个耦合输出端口的口径面上的超材料结构为等效折射率存在差异的超材料结构。
在一些实施例中，超材料结构包括：基底；以及呈阵列式排布于基底上的多个导电微结构。
在一个实施例中，多个耦合输出端口均为H面喇叭。
在一个实施例中，多个耦合部件均为H面T型结耦合部件；其中，H面T型结耦合部件包括连接于耦合输入端口和耦合输出端口之间的90度转向结构。
在一个实施例中，转向结构的外倒角处的侧表面均为阶梯形状。
在一些实施例中，波导功分部件包括：级联的多个T型功分器。
根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种天线，包括上述馈电线源；以及平行板波导，多个耦合输出端口均与平行板波导连接并通过超材料结构与平行板波导的侧面耦合。
优选地，天线为CTS天线。
优选地，馈电线源的高度与平行板波导的高度相同。
本实用新型通过在各个耦合输出端口的口径面上设置超材料结构，能够对口径面上的相位分布进行适当的补偿，使得电磁波在输出口径面上辐射出等幅同相的能量，进而在平行板波导中形成准平面波传输；本实用新型的馈电线源结构简单，设计灵活方便，易于共形，并且空间占用率低，并可应用于CTS天线。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
应该注意的是，这些附图意在示出在某些示例性的实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特性，并且用于补充下面所提供的文字描述。然而，这些附图不是成比例绘制，并且不可能精确反应任意给定实施例的精确结构或性能特性，并且不应该被解释为通过示例性的实施例对包含的意义或属性的范围进行限定或限制。在多个附图中使用的相似或相同的参考标号意在表明相似或相同的元件或部件。
图1是根据本实用新型实施例的馈电线源的结构示意图；
图2是图1中耦合部件的放大结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
结合图1至图2所示，根据本实用新型实施例的馈电线源包括：波导功分部件110以及多个耦合部件120；其中，波导功分部件110包括多个功分输出端口112；各个耦合部件120均包括耦合输入端口122和耦合输出端口124，多个耦合输入端口122分别对应连接于多个功分输出端口112；
其中，各个耦合输出端口124的口径面上设置有用于补偿口径中心相位差的超材料结构126。
本实用新型的馈电线源，通过在各个耦合输出端口124的口径面上设置超材料结构126，能够对口径面上的相位分布进行适当的补偿，使得电磁波在输出口径面上辐射出等幅同相的能量，进而在平行板波导中形成准平面波传输；本实用新型的馈电线源结构简单，设计灵活方便，易于共形，并且空间占用率低，并可应用于CTS天线。
其中，各个耦合输出端口124的口径面上的超材料结构126为等效折射率存在差异的超材料结构126。由于在耦合输出端口124的口径面上，相位中心点到达口径面中心的距离与相位中心点到达口径面边缘的距离存在一定的路程差，从而使口径面上的不同位置处的电磁场分布存在相位差，此相位差会导致在平行板波导中难以实现平面波传输。因此，需要对相位差进行补偿。超材料结构126在口径面的不同位置处设置不同的等效折射率，可以补偿口径中心处的电磁场与边缘处的电磁场之间的相位差。
在一个实施例中，多个耦合输出端口124均为H面喇叭。耦合输出端口124也可以是需要对口径面上的相位分布进行补偿的其它结构。
在一些实施例中，超材料结构126可以包括：基底(未示出)；以及呈阵列式排布于基底上的多个导电微结构(未示出)。导电微结构能够对电磁波电场和/或磁场产生响应，通过对导电微结构的图案和/或尺寸进行配置可以改变其对电磁波的相应，从而可以实现超材料结构126在口径面的不同位置处设置不同的等效折射率。
在一个实施例中，多个耦合部件120均为H面T型结耦合部件；其中，H面T型结耦合部件包括连接于耦合输入端口122和耦合输出端口124之间的90度转向结构128。
其中，转向结构128的外倒角处的侧表面均为阶梯形状。
在一些实施例中，波导功分部件110包括：级联的多个T型功分器114。T型功分器114包括水平方向上的波导以及耦合在该水平方向中段的竖直方向的波导，两段波导构成一个“T”字形的结构。并且在水平方向的波导内侧，形成一个指向竖直方向波导的突起，以实现将来自竖直方向的电磁波平分后向相反的两个水平方向传输。根据实际需求，可将功分器设计成等分结构或一定比例的不等功分结构。具体地，如图1所示，第一级T型功分器的输入端口可以连接至输入波导，两个输出端口分别连接至两个第二级T型功分器的输入端口；以此类推。图1示出了四级级联的T型功分器114的情况，从输入波导进入的电磁波经过多级级联的功分器后，在功分输出端口112均分为十六分之一。级联的T型功分器114的数量也可根据需要进行配置。各个T型功分器114还包括：分别连接于输入矩形波导和两个输出矩形波导之间的90°圆角结构以使T型功分器114的两个输出矩形波导朝向电磁波的传输方向；即上一级的T型功分器的水平波导与下一级的T型功分器的竖直波导之间通过一个90°圆角结构连接。
如图1所示，根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种天线，包括：上述馈电线源；以及平行板波导200，多个耦合输出端口124均与平行板波导200连接并通过超材料结构126与平行板波导200的侧面耦合。
本实用新型的天线，通过采用在耦合输出端口设置有超材料结构的馈电线源，电磁波在馈电线源的输出口径面上能够辐射出等幅同相的能量，为其提供了等幅同相的理想线源。
优选地，上述天线为CTS天线。可选地，上述天线为平行板天线。通过采用本实用新型的馈电线源，能够为该类天线提供等幅同相的线源馈电，降低馈源部分的体积，可以提高天线整体的辐射面积，易于共形。
优选地，馈电线源的高度与平行板波导200的高度相同。馈电线源的高度可以配置为与标准波导一致，能够保持整体馈源部分及天线的低剖面特性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种馈电线源，其特征在于，包括：
波导功分部件，所述波导功分部件包括多个功分输出端口；以及
多个耦合部件，各个耦合部件均包括耦合输入端口和耦合输出端口，多个耦合输入端口分别对应连接于所述多个功分输出端口；
其中，各个耦合输出端口的口径面上设置有用于补偿口径中心相位差的超材料结构。
2.根据权利要求1所述的馈电线源，其特征在于，
所述各个耦合输出端口的口径面上的所述超材料结构为等效折射率存在差异的超材料结构。
3.根据权利要求1所述的馈电线源，其特征在于，所述超材料结构包括：
基底；以及
呈阵列式排布于所述基底上的多个导电微结构。
4.根据权利要求1所述的馈电线源，其特征在于，所述多个耦合输出端口均为H面喇叭。
5.根据权利要求1所述的馈电线源，其特征在于，所述多个耦合部件均为H面T型结耦合部件；
其中，所述H面T型结耦合部件包括连接于所述耦合输入端口和所述耦合输出端口之间的90度转向结构。
6.根据权利要求5所述的馈电线源，其特征在于，所述转向结构的外倒角处的侧表面均为阶梯形状。
7.根据权利要求1所述的馈电线源，其特征在于，所述波导功分部件包括：级联的多个T型功分器。
8.一种天线，其特征在于，包括上述权利要求1-7任意一项所述的馈电线源；以及
平行板波导，所述多个耦合输出端口均与所述平行板波导连接并通过所述超材料结构与所述平行板波导的侧面耦合。
9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述天线为CTS天线。
10.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，馈电线源的高度与平行板波导的高度相同。
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| CN201720938559.8U CN207074711U (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种天线及其馈电线源 |
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