CN207677093U - 一种采用抛物柱面耦合馈电的cts缝隙天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，包括上层的辐射层和下层的馈电网络层，辐射层包括平行板波导，位于平行板波导侧面的上层金属抛物柱面以及设置在平行板波导表面的多个辐射体；馈电网络层包括馈电网络层金属板主体，馈电网络层金属板主体上设有馈电波导，馈电波导连接喇叭天线，馈电网络层金属板主体的侧面设有下层金属抛物柱面，馈电网络层金属板主体上设有一系列馈电耦合缝隙。该天线技术简化了馈电网络，拓宽了馈电带宽，并且轮廓较低，辐射效率较高，该天线技术在毫米波领域有较大的优势，可以应用到毫米波雷达、通信领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及涉及毫米波天线技术领域，尤其是一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS(Continuous Transverse Stub)缝隙天线。
背景技术
随着微波新技术、新工艺的不断创新突破，其应用越来越广泛。同时导致频谱资源越来越拥挤，必须开发高频段资源，所以毫米波及太赫兹频段得到了快速发展，作为毫米波系统关键部件的天线，面临着新的挑战和技术难度。其主要体现以下几个方面:
1、在毫米波频段，各种损耗如导体损耗和介质损耗比低频要大得多，导致天线效率降低。如在低频常用的微带天线，由于馈线的损耗很严重，微带天线很难组成较大的阵列，整个天线的增益也不高。
2、低轮廓天线的要求，现在很多应用领域，无论是雷达还是通信，都希望天线尺寸小而且高度低。原来高效的反射面天线无法满足要求。
3、宽带天线的要求，在毫米波频段，各种应用都是宽带系统，需要天线也具有较高的相对带宽，而传统的波导缝隙天线带宽较窄难以满足要求，且馈电网络结构复杂，设计、加工难度大。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，包括上层的辐射层和下层的馈电网络层，所述辐射层包括平行板波导，位于平行板波导侧面的上层金属抛物柱面以及设置在平行板波导表面的多个辐射体；
所述馈电网络层包括馈电网络层金属板主体，馈电网络层金属板主体上设有馈电波导，馈电波导连接喇叭天线，馈电网络层金属板主体的侧面设有下层金属抛物柱面，馈电网络层金属板主体上设有一系列馈电耦合缝隙。
进一步，所述平行板波导由第一金属板，第一金属侧板以及上层金属抛物柱面围成。
进一步，所述馈电网络层金属板主体由金属侧板、金属底板、第二金属板以及下层金属抛物柱面围成，所述馈电波导和喇叭天线位于金属底板上，金属底板与所述第一金属板相互平行且对应。
进一步，上层金属抛物柱面和下层金属抛物柱面的上下位置相互对应且焦距相等。
进一步，多个辐射体位于第一金属板的表面，辐射体为T型辐射体，T型辐射体的两侧带有辐射缝隙，中部带有耦合缝隙，辐射缝隙朝辐射层的宽度方向延伸，T型辐射体的耦合缝隙把平行板波导里的电磁能量耦合到辐射缝隙，并辐射出去。
进一步，多个辐射体在第一金属板的表面长度方向上等间距周期性放置形成缝隙阵列天线，相邻辐射体之间间隔为1个自由空间波长，辐射体的两侧辐射缝隙之间的间距为0.5个自由空间波长。
进一步，所述喇叭天线为H面喇叭，H面喇叭的辐射口面位于馈电网络层的下层抛物柱面的焦点处。
进一步，所述馈电网络层金属板主体上的一系列馈电耦合缝隙靠近下层金属抛物柱面且呈放射性排布，放射性排布轨迹的弧度与下层金属抛物柱面的弧度一致，馈电耦合缝隙将能量从馈电网络层金属板主体中耦合到平行板波导中。
进一步，馈电波导中的信号通过下层金属抛物柱面的反射形成柱面波。
进一步，所述辐射层与馈电网络层相互扣合连接形成整体，上层金属抛物柱面与下层金属抛物柱面相互连接。
本实用新型的有益效果为：该天线技术简化了馈电网络，拓宽了馈电带宽，并且轮廓较低，辐射效率较高，该天线技术在毫米波领域有较大的优势，可以应用到毫米波雷达、通信领域。
附图说明
图1为本实用新型的天线结构示意图；
图2为本实用新型的辐射层结构示意图；
图3为本实用新型的馈电网络层结构示意图；
图4为本实用新型的回波损耗图；
图5为本实用新型的天线辐射效率图；
图6为本实用新型的天线方向图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1至图3所示，一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，包括上层的辐射层1和下层的馈电网络层2，辐射层1包括平行板波导11，位于平行板波导11侧面的上层金属抛物柱面12、金属板15以及设置在平行板波导11表面的多个辐射体13；
进一步，平行板波导11由第一金属板14，第一金属侧板15以及上层金属抛物柱面12围成。
多个辐射体13位于第一金属板14的表面，多个辐射体13在第一金属板14的表面长度方向上等间距周期性放置形成CTS缝隙阵列天线，相邻辐射体13之间间隔为1个自由空间波长，辐射体13为T型辐射体，T型辐射体的两侧带有辐射缝隙131，中部带有耦合缝隙132，辐射体13的两侧辐射缝隙131之间的间距为0.5个自由空间波长，辐射缝隙131朝辐射层1的宽度方向延伸，T型辐射体的耦合缝隙132把平行板波导11里的电磁能量耦合到辐射缝隙131，并辐射出去。
馈电网络层2包括馈电网络层金属板主体21，馈电波导22以及与其连接的喇叭天线23，其中，喇叭天线23为H面喇叭，H面喇叭的辐射口面位于馈电网络层2的下层抛物柱面24的焦点处。
馈电网络层金属板主体21由金属侧板26、金属底板28，第二金属板27以及下层金属抛物柱面24围成，馈电波导22和喇叭天线23位于金属底板28上，金属底板28与第一金属板14相互平行且对应，其中，上层金属抛物柱面12和下层金属抛物柱面24的上下位置相互对应且焦距相等。馈电波导22中的信号，通过抛物柱面24的反射形成柱面波。
进一步，第二金属板27上开有一系列耦合缝隙25，这些耦合缝隙靠近下层金属抛物柱面24且呈放射性排布，放射性排布轨迹的弧度与下层金属抛物柱面24的弧度一致，馈电耦合缝隙25将能量从馈电网络层金属板主体21中耦合到平行板波导11中，辐射层1与馈电网络层2相互扣合连接形成整体，上层金属抛物柱面12与下层金属抛物柱面24相互连接。
作为本实用新型的一个实施案例，我们设计了ka波段的CTS缝隙天线。图4回波损耗，以-10dB的回波损耗为参考点，覆盖23GHz-26GHz，带宽3GHz。图5为辐射效率，整个带宽内辐射效率都大于70％端口，最高可达85％。图6为中心频率的归一后的方向图。
该天线技术简化了馈电网络，拓宽了馈电带宽，并且轮廓较低，辐射效率较高，该天线技术在毫米波领域有较大的优势，可以应用到毫米波雷达、通信领域。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，包括上层的辐射层和下层的馈电网络层，其特征在于，所述辐射层包括平行板波导，位于平行板波导侧面的上层金属抛物柱面以及设置在平行板波导表面的多个辐射体；
所述馈电网络层包括馈电网络层金属板主体，馈电网络层金属板主体上设有馈电波导，馈电波导连接喇叭天线，馈电网络层金属板主体的侧面设有下层金属抛物柱面，馈电网络层金属板主体上设有一系列馈电耦合缝隙。
2.根据权利要求1所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，所述平行板波导由第一金属板，第一金属侧板以及上层金属抛物柱面围成。
3.根据权利要求2所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，所述馈电网络层金属板主体由金属侧板、金属底板、第二金属板以及下层金属抛物柱面围成，所述馈电波导和喇叭天线位于金属底板上，金属底板与所述第一金属板相互平行且对应。
4.根据权利要求3所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，上层金属抛物柱面和下层金属抛物柱面的上下位置相互对应且焦距相等。
5.根据权利要求3所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，多个辐射体位于第一金属板的表面，辐射体为T型辐射体，T型辐射体的两侧带有辐射缝隙，中部带有耦合缝隙，辐射缝隙朝辐射层的宽度方向延伸，T型辐射体的耦合缝隙把平行板波导里的电磁能量耦合到辐射缝隙，并辐射出去。
6.根据权利要求5所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，多个辐射体在第一金属板的表面长度方向上等间距周期性放置形成缝隙阵列天线，相邻辐射体之间间隔为1个自由空间波长，辐射体的两侧辐射缝隙之间的间距为0.5个自由空间波长。
7.根据权利要求1所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，所述喇叭天线为H面喇叭，H面喇叭的辐射口面位于馈电网络层的下层抛物柱面的焦点处。
8.根据权利要求1所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，所述馈电网络层金属板主体上的一系列馈电耦合缝隙靠近下层金属抛物柱面且呈放射性排布，放射性排布轨迹的弧度与下层金属抛物柱面的弧度一致，馈电耦合缝隙将能量从馈电网络层金属板主体中耦合到平行板波导中。
9.根据权利要求1所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，馈电波导中的信号通过下层金属抛物柱面的反射形成柱面波。
10.根据权利要求1所述的一种采用抛物柱面耦合馈电的CTS缝隙天线，其特征在于，所述辐射层与馈电网络层相互扣合连接形成整体，上层金属抛物柱面与下层金属抛物柱面相互连接。
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| CN201721775936.7U CN207677093U (zh) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | 一种采用抛物柱面耦合馈电的cts缝隙天线 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108258437A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-06 | 北京凌波微步信息技术有限公司 | 一种采用抛物柱面耦合馈电的cts缝隙天线 |
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2017
- 2017-12-19 CN CN201721775936.7U patent/CN207677093U/zh active Active
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