[发明专利]一种辐射天线单端口电磁波网络

说明书

本发明公开了一种辐射天线单端口电磁波网络，采用多个矩形或其它形状的通孔互相连通构成的电磁波通道来匹配各种单端口电磁波电路。所述电磁波通道的另一端与外界自由空间连通；所述单端口电磁波网络为辐射天线。与已有的类似方案相比,可以显著提高其建模优化计算效率。这种单端口电磁波网络的体积更小而且工作带宽更宽。本发明主要用于各电磁波、毫米波和太赫兹波段的通信和雷达系统中。

技术领域

本发明涉及一种电磁波元件，具体地说，是涉及一种单端口的匹配负载、失配器或辐射天线单元。

背景技术

在各种电磁波系统中，单端口网络普遍存在。根据需要，单端口网络的输入端一般为匹配端，所有进入输入端的电磁波都被吸收或被辐射到自由空间中。比如，在匹配负载中，我们希望所有进入输入端的电磁波都被吸收。在辐射天线中，我们希望所有进入输入端的信号都辐射到自由空间中。在某些场合，比如在失配器中，我们希望进入输入端的信号部分被反射，部分被吸收。这时，我们一般希望在输入端的反射系数或驻波比满足一定要求。有时，我们还希望反射系数的相位满足一定要求。

单端口网络需要解决的问题主要是输入传输线和与之相连的带损耗的腔体或辐射天线单元之间的宽带匹配问题。传统的单端口网络采用渐变或多级传输线匹配方式，体积比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑型单端口电磁波网络，与现有技术相比，结构更简单、加工更方便、工作频率更宽。

本发明通过下述技术方案实现：

一种辐射天线单端口电磁波网络，其特征在于，包括一根传输线和至少一条与所述传输线连通的电磁波通道；所述传输线通过其一个切面或一个侧面与电磁波通道的一端连通；所述电磁波通道包括至少一条支路，至少一条支路由至少3个沿Y方向连通的通孔构成；所述电磁波通道的最大长度t为分别位于该电磁波通道两个端面上的任意两点之间的连线在Z方向的投影的长度的最大值；该单端口电磁波网络的中心工作频率定义为f1和f2的几何平均值；其中f1为该单端口电磁波网络的最低工作频率，f2为该单端口电磁波网络的最高工作频率；X轴和Y轴在电磁波通道的一个端面的平面内，并且X轴、Y轴和Z轴符合右手定则；所述电磁波通道在XY平面上的截面为其横截面；任意通孔的最大宽度为该通孔上的任意两点之间的连线在X方向投影的最大长度。

作为较佳的设计，所述空腔的数目为2个。

进一步的，所述单端口电磁波网络相对于YZ平面成镜像对称。

进一步的，所述单端口电磁波网络相对于XZ平面成镜像对称。

进一步的，所述电磁波通道的另一端与外界自由空间连通；所述单端口电磁波网络为辐射天线。D

通常情况，所述传输线的一端为开路或短路。

进一步的，所述电磁波通道至少包括一条支路，该支路由5个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次增大、减小、增大、减小。

进一步的，所述电磁波通道至少包括一条支路，该支路由7个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次增大、减小、减小、增大、增大、减小。

进一步的，所述电磁波通道至少包括一条支路，该支路由9个沿Y方向连通的通孔构成；沿Y方向，各通孔的最大宽度依次增大、增大、减小、减小、增大、增大、减小、减小。

进一步的，所述电磁波通道左右镜像对称。

进一步的，所述电磁波通道上下镜像对称。

进一步的，所述电磁波通道左右镜像对称，同时上下镜像对称。

进一步的，至少一个所述通孔的横截面形状为矩形。

进一步的，所述各矩形通孔在Y方向通过其相邻边连通。