[发明专利]一种多层悬置带线天线馈电结构

说明书

本发明公开了一种多层悬置带线天线馈电结构，该结构包括：波导悬置带线离散化结构和悬置带线功率分配结构；所述波导悬置带线离散化结构用于平面电磁波的离散化，包括输入波导结构、探针结构、金属隔板和多路悬置带线离散化结构输出端口；输入波导结构的短路面设置有若干等间距排布的金属隔板，相邻金属隔板中心位置设有探针结构，探针结构的末端连接各路悬置带线离散化结构输出端口；所述悬置带线功率分配结构连接各路悬置带线离散化结构输出端口，用于能量均匀或非均匀分配。本发明结构简单，加工容易，能实现低剖面、宽频带、低副瓣，可用于CTS天线的馈电。

技术领域

本发明涉及天线及天线馈源技术领域，尤其涉及一种多层悬置带线天线馈电结构。

背景技术

随着无线通信技术的发展，对于高速率数据传输的无线宽带信道的需求不断增长，特别是移动卫星通讯领域，缺少能够满足移动使用要求的天线，具体来说为增益高、尺寸小、重量轻的天线。持续增长的高通量通信需求使得毫米波在现代无线通信系统应用广泛，毫米波的频率范围在30至300之间，总共约250的带宽，频段介于微波与红外光波之间，与传统的微波系统相比，毫米波不仅具有全天候的优势，而且可以提供更广泛的可用频谱资源和更紧凑的设计尺寸；相较于红外光，毫米波不仅继承了其信息容量大、分辨率高等优点，而且受气候环境影响更小，能够更好地利用大气窗口进行通信。对于与卫星进行定向无线数据通信(例如，在Ku或Ka频带)由于必须可靠地防止相邻卫星之间的干扰，所以对天线的发射特性有极高的要求。在移动通信应用中，天线的重量和尺寸非常重要，因为它们可以降低移动载体的有效载荷，并且可以减少相应的操作费用。在卫星通信领域，管理规定移动卫星的定向发射操作期间在相邻的卫星之前不产生干扰，为此，需要设计的天线不能超过特定波瓣宽度的数值。这导致了根据该指标的天线特性的严格要求。随着波瓣宽度的减小，天线与目标卫星的分离角减小，天线增益也相应增高。通常，使用具有这些特性的抛物面天线。然而，对于多数移动应用，特别对于飞行器而言，抛物面天线由于其具有较大的尺寸而并不适用。例如，在商用飞行器的情况下，天线安装于机身，由于抛物面天线尺寸较大带来了额外的空气阻力。

由于通信系统对高传输速率和高可靠传输的需求日益增长，CTS天线作为一种良好性能和制造稳定性的天线正在成为先进天线系统的候选天线。传统的CTS天线是由多个开口有切向缝隙的平行板波导组成，任何由平面波激励的平行板波导产生的纵向电流分量会被横向缝隙切断，由于采用平行板波导这种结构，使得传输损耗变低，天线效率显著提高。然而，现有的CTS天线阵列设计大多采用平行板波导或基片集成波导馈电方式。前者馈电方式虽然损耗低，但是随着天线口径的增大，馈电网络的加工装配难度提高，天线剖面也随之变大，不能实现天线系统的小型化；后者馈电方式虽然剖面低，但是馈电网络的损耗较大功率容量较低，该方式使得天线效率变差，不能有效应用于实际环境中。

相比传统平行板波导或基片集成波导馈电方式，我们探讨了新的平面传输线替代方案，平面传输线具有极高的加工精度与小巧的外形，广泛应用于雷达、无线通信系统，常见的平面传输线有微带线(Microstrip line)、空气带线(Air Stripline)、悬置带线(Suspend Stripline)等；其中微带线在高频应用中损耗较大，空气带线由于结构特性加工装配存在一定难度，悬置带线则与前两者不同，不仅在高频中具有更低的损耗，而且保留了一些微带线的传输特性，如准TEM模式等，因此悬置带线在低损、高效率天线馈电中具有一定的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种多层悬置带线天线馈电结构，具有低剖面、宽带、低副瓣和易加工的优点。