E面h面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的製作方法
2023-09-20 13:37:05 2
專利名稱：E面h面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於微波毫米波通信和汽車防撞系統中天線的電子部件，特別是一種E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源。
二
背景技術：
在微波毫米波通信和汽車防撞系統中，天線的初級饋源是天線系統中的關鍵元件，描述這種元件性能的主要技術指標有工作頻率範圍、輸入電壓駐波比、E面波瓣寬度、H面波瓣寬度、天線效率、天線增益、副瓣電平和各單元間的互耦等。現有天線初級饋源的技術中，以兩個水平極化貼片輻射單元或者兩個垂直極化貼片輻射單元形成互耦，通常電性能指標均較差，存在主要缺點有各單元間的互耦大、天線方向圖的E面和H面波束寬度不相等、天線饋線對輻射特性影響大、天線輻射特性差等。
三
發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠減小各單元間的互耦以及天線方向圖E面和H面等波束寬度，天線饋線對輻射特性影響小，電路結構簡單的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源。
實現本發明目的的技術方案是一種E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置、帶有信號輸入端的波導、空間分集偏焦開關、微帶饋線、垂直極化貼片輻射單元和水平極化貼片輻射單元，傳輸線轉換裝置的一端連接波導，另一端通過微帶饋線接入空間分集偏焦開關的輸入端，該空間分集偏焦開關的兩個輸出端分別連接微帶饋線，該微帶饋線上設置方向圖等化裝置，並分別與水平極化貼片輻射單元和垂直極化貼片輻射單元連接。
一種E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置、帶有信號輸入端的波導、空間分集偏焦開關、微帶饋線、垂直極化貼片輻射單元和水平極化貼片輻射單元，傳輸線轉換裝置的一端連接波導，另一端通過微帶饋線接入一級空間分集偏焦開關的輸入端，該一級空間分集偏焦開關的兩個輸出端分別連接微帶饋線，其中一段微帶饋線上設置方向圖等化裝置，並與垂直極化貼片輻射單元或者水平極化貼片輻射單元連接，另一段微帶饋線接入二級空間分集偏焦開關的輸入端；二級空間分集偏焦開關的兩個輸出端分別連接微帶饋線，該微帶饋線上設置方向圖等化裝置，並分別與垂直極化貼片輻射單元或者水平極化貼片輻射單元或者水平極化貼片輻射單元和垂直極化貼片輻射單元連接；所述的與微帶饋線連接的垂直極化貼片輻射單元或者水平極化貼片輻射單元或者位於兩個垂直極化貼片輻射單元之間的水平極化貼片輻射單元與該兩個垂直極化貼片輻射單元或者位於兩個水平極化貼片輻射單元之間的垂直極化貼片輻射單元與該兩個水平極化貼片輻射單元在同一直線上。
本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的方向圖等化裝置由微帶-孔徑耦合和空氣隙組成，微帶-孔徑耦合和空氣隙位於垂直極化貼片輻射單元或水平極化貼片輻射單元與微帶饋線之間。
本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的方向圖等化裝置由介質覆蓋層構成，該介質覆蓋層覆蓋在連接垂直極化貼片輻射單元或水平極化貼片輻射單元的微帶饋線平面上。
本發明與現有技術相比，其顯著優點是(1)電路實現結構簡單；(2)可以實現天線方向圖E面和H面的等波束寬度；(3)採用相互垂直的輻射貼片單元而減小輻射貼片單元間的互耦；(4)採用微帶-孔徑耦合和空氣隙實現E面H面等波束寬度，減小微帶饋線對輻射特性的影響；(5)改善天線輻射特性。
四
圖1是本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源具有一個空間分集偏焦開關的立體圖。
圖2是圖1所示E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的側視圖。
圖3是本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源具有兩個空間分集偏焦開關的電原理圖。
圖4是本發明的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的結構示意圖。
圖5是本發明的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源空間分集的偏焦開關的結構示意圖。
五
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
實施例1。結合圖1、圖2、圖5，本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置1、帶有信號輸入端2的波導16、空間分集偏焦開關3、微帶饋線15、垂直極化貼片輻射單元5和水平極化貼片輻射單元8，傳輸線轉換裝置1的一端連接波導16，另一端通過微帶饋線15接入空間分集偏焦開關3的輸入端，該空間分集偏焦開關3的兩個輸出端分別連接微帶饋線13、14，該微帶饋線13、14上設置方向圖等化裝置6、7，並分別與水平極化貼片輻射單元8和垂直極化貼片輻射單元5連接。其中，方向圖等化裝置6、7由三個微帶-孔徑耦合和空氣隙18組成，微帶-孔徑耦合和空氣隙18位於垂直極化貼片輻射單元5或水平極化貼片輻射單元8與微帶饋線14之間。或者方向圖等化裝置6、7由介質覆蓋層構成，該介質覆蓋層覆蓋在連接垂直極化貼片輻射單元5或水平極化貼片輻射單元8的微帶饋線6平面上。在上述的基礎上，可以增加一個空間分集偏焦開關4，具體連接如實施例2和實施例3所述。
實施例2。結合圖3、圖4、圖5，本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置1、帶有信號輸入端2的波導16、空間分集偏焦開關3、微帶饋線15、垂直極化貼片輻射單元5和水平極化貼片輻射單元8，傳輸線轉換裝置1的一端連接波導16，另一端通過微帶饋線15接入一級空間分集偏焦開關3的輸入端，該一級空間分集偏焦開關3的兩個輸出端分別連接微帶饋線13、14，其中一段微帶饋線14上設置方向圖等化裝置9，並與垂直極化貼片輻射單元10連接，另一段微帶饋線13接入二級空間分集偏焦開關4的輸入端；二級空間分集偏焦開關4的兩個輸出端分別連接微帶饋線11、12，該微帶饋線11、12上設置方向圖等化裝置6、7，並分別與水平極化貼片輻射單元8和垂直極化貼片輻射單元5連接；所述的與微帶饋線11、12、14連接的兩個垂直極化貼片輻射單元5、10之間的水平極化貼片輻射單元8與該兩個垂直極化貼片輻射單元5、10在同一直線上。其中，空間分集偏焦開關3、4可以為兩隻單刀雙擲空間分集偏焦開關或者晶片單刀雙擲開關。傳輸線轉換裝置1可採用波導-微帶轉換裝置，波導-微帶轉換裝置為微帶正面的圖形延伸，去除微帶背面地的金屬作為探針置于波導16中，這樣波導-微帶轉換裝置與微帶饋線進行能量耦合的一體化結構。波導-微帶轉換裝置的一端通過波導16接入信號輸入端2，另一端通過微帶饋線15接入一級空間分集偏焦開關3的輸入端RF-1埠，該一級空間分集偏焦開關3的兩個輸出端RF-01和RF-02分別連接兩段微帶饋線13、14，其中一段微帶饋線14上設置方向圖等化裝置9，並與垂直極化貼片輻射單元10連接。該方向圖等化裝置9由微帶一孔徑耦合和空氣隙18組成，微帶-孔徑耦合和空氣隙18位於垂直極化貼片輻射單元10與微帶饋線14之間。另一段微帶饋線13接入二級空間分集偏焦開關4的輸入端RF-1埠；二級空間分集偏焦開關4的兩個輸出端RF-01和RF-02分別連接兩段微帶饋線11、12，其中一段微帶饋線11上設置方向圖等化裝置6，該方向圖等化裝置6由微帶-孔徑耦合和空氣隙18組成，並與垂直極化貼片輻射單元5連接；另一段微帶饋線12上設置方向圖等化裝置7，該方向圖等化裝置7由微帶-孔徑耦合和空氣隙18組成，並與水平極化貼片輻射單元8連接，所述的水平極化貼片輻射單元8設置在同一直線上的兩個垂直極化貼片輻射單元5、10之間。本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源中，與微帶饋線11、12、14連接的還可以是三個垂直極化貼片輻射單元，或者是三個水平極化貼片輻射單元，或者是位於兩個水平極化貼片輻射單元之間的垂直極化貼片輻射單元與該兩個水平極化貼片輻射單元，它們在一條直線上。
本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的輸入信號從信號輸入端2輸入，即從波導16和短路板17組成的短路波導的輸入口輸入，經波導-微帶轉換裝置中的探針將信號耦合到微帶饋線15並傳輸至一級空間分集偏焦開關3的RF-1埠，信號由第一隻單刀雙擲空間分集偏焦開關控制，一級空間分集偏焦開關3控制端是VSEL1和VSEL2，直流控制電壓信號控制開關RF-1至RF-01和RF-1至RF-02兩路的通斷，當一級空間分集偏焦開關3的RF-01埠導通RF-02埠截止時，信號經微帶饋線14、微帶-孔徑耦合和空氣隙18耦合到垂直極化貼片輻射單元10向空間輻射，當一級空間分集偏焦開關3的RF-02埠導通RF-01埠截止，二級空間分集偏焦開關4的RF-02埠導通RF-01埠截止時，信號經微帶饋線13傳輸至二級空間分集偏焦開關4的RF-1埠，通過二級空間分集偏焦開關4的RF-02埠經微帶饋線12、微帶-孔徑耦合和空氣隙18耦合到中間水平極化貼片輻射單元8向空間輻射，當一級空間分集偏焦開關3的RF-02埠和二級空間分集偏焦開關4的RF-02埠截止，一級空間分集偏焦開關3的RF-01埠和二級空間分集偏焦開關4的RF-01埠導通時，信號經微帶饋線11傳輸至二級空間分集偏焦開關4的RF-1埠，通過二級空間分集偏焦開關4的RF-01埠經微帶饋線11、微帶-孔徑耦合和空氣隙18耦合到另一邊垂直極化貼片輻射單元5向空間輻射。
實施例3。結合圖3、圖4、圖5，本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置1、帶有信號輸入端2的波導16、空間分集偏焦開關3、微帶饋線15、垂直極化貼片輻射單元5和水平極化貼片輻射單元8，傳輸線轉換裝置1的一端連接波導16，另一端通過微帶饋線15接入一級空間分集偏焦開關3的輸入端，該一級空間分集偏焦開關3的兩個輸出端分別連接微帶饋線13、14，其中一段微帶饋線14上設置方向圖等化裝置9，並與水平極化貼片輻射單元連接，另一段微帶饋線13接入二級空間分集偏焦開關4的輸入端；二級空間分集偏焦開關4的兩個輸出端分別連接微帶饋線11、12，該微帶饋線11、12上設置方向圖等化裝置6、7，並分別與水平極化貼片輻射單元連接；所述的與微帶饋線11、12、14連接的水平極化貼片輻射單元在同一直線上。其中，空間分集偏焦開關3、4可以為兩隻單刀雙擲空間分集偏焦開關或者晶片單刀雙擲開關。傳輸線轉換裝置1可採用波導-微帶轉換裝置，波導-微帶轉換裝置為微帶正面的圖形延伸，去除微帶背面地的金屬作為探針置于波導16中，這樣波導-微帶轉換裝置與微帶饋線進行能量耦合的一體化結構。波導-微帶轉換裝置的一端通過波導16接入信號輸入端2，另一端通過一段微帶饋線15接入一級空間分集偏焦開關3的輸入端RF-1埠，該一級空間分集偏焦開關3的兩個輸出端RF-01和RF-02分別連接兩段微帶饋線13、14，其中一段微帶饋線14與水平極化貼片輻射單元連接。另一段微帶饋線13接入二級空間分集偏焦開關4的輸入端RF-1埠；二級空間分集偏焦開關4的兩個輸出端RF-01和RF-02分別連接兩段微帶饋線11、12，該兩段微帶饋線11、12分別與水平極化貼片輻射單元連接。本發明的方向圖等化裝置6、7、8由介質覆蓋層構成，該介質覆蓋層覆蓋在三個水平極化貼片輻射單元以及與所述的三個水平極化貼片輻射單元的微帶饋線11、12、14上，所述的三個水平極化貼片輻射單元在同一直線上。本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源中，與微帶饋線11、12、14連接的還可以是三個垂直極化貼片輻射單元，或者是位於兩個垂直極化貼片輻射單元之間的水平極化貼片輻射單元與該兩個垂直極化貼片輻射單元，或者是位於兩個水平極化貼片輻射單元之間的垂直極化貼片輻射單元與該兩個水平極化貼片輻射單元，它們在一條直線上。
本發明E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源的輸入信號從信號輸入端2輸入，即從波導16和短路板17組成短路波導的輸出口輸入，經波導-微帶轉換裝置中的探針將信號耦合到微帶饋線15並傳輸至一級空間分集偏焦開關3的RF-1埠，信號由第一隻單刀雙擲空間分集偏焦開關控制，一級空間分集偏焦開關3控制端是VSEL1和VSEL2，直流控制電壓信號控制開關RF-1至RF-01和RF-1至RF-02兩路的通斷，當一級空間分集偏焦開關3的RF-01埠導通RF-02埠截止時，信號經微帶饋線14到水平極化貼片輻射單元透過介質覆蓋層向空間輻射，當一級空間分集偏焦開關3的RF-02埠導通RF-01埠截止，二級空間分集偏焦開關4的RF-02埠導通RF-01埠截止時，信號經微帶饋線13傳輸至二級空間分集偏焦開關4的RF-1埠，通過二級空間分集偏焦開關4的RF-02埠經微帶饋線12到中間水平極化貼片輻射單元透過介質覆蓋層向空間輻射，當一級空間分集偏焦開關3的RF-02埠和二級空間分集偏焦開關4的RF-02埠截止，一級空間分集偏焦開關3的RF-01埠和二級空間分集偏焦開關4的RF-01埠導通時，信號經微帶饋線13傳輸至二級空間分集偏焦開關4的RF-1埠，通過二級空間分集偏焦開關4的RF-01埠經微帶饋線11到另一邊水平極化貼片輻射單元透過介質覆蓋層向空間輻射。
權利要求
1.一種E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置[1]、帶有信號輸入端[2]的波導[16]、空間分集偏焦開關[3]、微帶饋線[15]、垂直極化貼片輻射單元[5]和水平極化貼片輻射單元[8]，其特徵在於傳輸線轉換裝置[1]的一端連接波導[16]，另一端通過微帶饋線[15]接入空間分集偏焦開關[3]的輸入端，該空間分集偏焦開關[3]的兩個輸出端分別連接微帶饋線[13，14]，該微帶饋線[13，14]上設置方向圖等化裝置[6，7]，並分別與水平極化貼片輻射單元[8]和垂直極化貼片輻射單元[5]連接。
2.一種E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，包括傳輸線轉換裝置[1]、帶有信號輸入端[2]的波導[16]、空間分集偏焦開關[3]、微帶饋線[15]、垂直極化貼片輻射單元[5]和水平極化貼片輻射單元[8]，其特徵在於傳輸線轉換裝置[1]的一端連接波導[16]，另一端通過微帶饋線[15]接入一級空間分集偏焦開關[3]的輸入端，該一級空間分集偏焦開關[3]的兩個輸出端分別連接微帶饋線[13，14]，其中一段微帶饋線[14]上設置方向圖等化裝置[9]，並與垂直極化貼片輻射單元[10]或者水平極化貼片輻射單元[8]連接，另一段微帶饋線[13]接入二級空間分集偏焦開關[4]的輸入端；二級空間分集偏焦開關[4]的兩個輸出端分別連接微帶饋線[11，12]，該微帶饋線[11，12]上設置方向圖等化裝置[6，7]，並分別與水平極化貼片輻射單元[8]和垂直極化貼片輻射單元[5]或者垂直極化貼片輻射單元[5]或者水平極化貼片輻射單元[8]連接；所述的與微帶饋線[11，12，14]連接的垂直極化貼片輻射單元[5]或者水平極化貼片輻射單元[8]或者位於兩個垂直極化貼片輻射單元[5]之間的水平極化貼片輻射單元[8]與該兩個垂直極化貼片輻射單元[5]或者位於兩個水平極化貼片輻射單元[8]之間的垂直極化貼片輻射單元[5]與該兩個水平極化貼片輻射單元[8]在同一直線上。
3.根據權利要求1或2所述的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，其特徵在於方向圖等化裝置[6，7，9]分別由微帶-孔徑耦合和空氣隙[18]組成，微帶-孔徑耦合和空氣隙[18]位於垂直極化貼片輻射單元[5]或水平極化貼片輻射單元[8]與微帶饋線[11，12，14]之間。
4.根據權利要求1或2所述的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，其特徵在於方向圖等化裝置[6，7，9]由介質覆蓋層構成，該介質覆蓋層覆蓋在連接垂直極化貼片輻射單元[5]或水平極化貼片輻射單元[8]的微帶饋線[11，12，14]平面上。
5.根據權利要求1或2所述的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，其特徵在於傳輸線轉換裝置[1]採用波導-微帶轉換裝置，波導-微帶轉換裝置為微帶正面的圖形延伸，去除微帶背面地的金屬作為探針置于波導[16]中。
6.根據權利要求1或2所述的E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源，其特徵在於空間分集偏焦開關[3，4]為單刀雙擲空間分集偏焦開關或者晶片單刀雙擲開關。
全文摘要
本發明涉及一種E面H面等波束寬度開關偏焦極化去耦初級饋源。其包括傳輸線轉換裝置、帶有信號輸入端的波導、空間分集偏焦開關、微帶饋線、垂直極化貼片輻射單元和水平極化貼片輻射單元，傳輸線轉換裝置的一端連接波導，另一端通過微帶饋線接入空間分集偏焦開關的輸入端，該空間分集偏焦開關的兩個輸出端分別連接微帶饋線，該微帶饋線上設置方向圖等化裝置，並分別與水平極化貼片輻射單元和垂直極化貼片輻射單元連接。本發明電路結構簡單，能夠減小各單元間的互耦以及天線方向圖E面和H面等波束寬度，天線饋線對輻射特性影響小。
文檔編號H01Q13/08GK1797849SQ20041010306
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月30日 優先權日2004年12月30日
發明者方大綱, 陶洪琪, 戴永勝 申請人:南京理工大學