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圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線的制作方法

文檔序號(hào):7182604閱讀:203來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種在通信系統(tǒng)中使用的陣列天線,尤其涉及一種圓極化介質(zhì)諧振器
陣列天線。
背景技術(shù)
如今人類對(duì)無(wú)線通信的要求,不僅要求傳輸距離遠(yuǎn),還要有很高的傳輸速率、抑制雨霧干擾和抗多徑反射等,因此往往要求天線應(yīng)具有圓極化特性好、增益高、體積小及質(zhì)量輕等特點(diǎn)。特別是在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,對(duì)天線性能的要求就更高了。通常情況下,衛(wèi)星通信系統(tǒng)使用的是增益較高的反射面天線。H. Moheb等人在IEEE天線與電波傳播會(huì)刊上載文對(duì)工作于C波段的反射面天線進(jìn)行了研究,提出了一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)圓極化和線極化的反射面天線(H. Moheb, C. Robinson, N. Moldovan Design &Development Of Linear& CircularPolarizedC-band Offset Gregorian Reflector Antenna For VSAT Application. IEEEAnte皿asand Propagation Society International Symposium 1997, 2 :1410 1413.)。該天線有很高的應(yīng)用價(jià)值,但這種天線成本較高,體積大,特別是在移動(dòng)通信中,使用起來(lái)很不方便。而介質(zhì)諧振器天線則有體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn),但單個(gè)介質(zhì)諧振器天線的增益及方向性均很難達(dá)到要求,所以要用介質(zhì)諧振器陣列天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)上單個(gè)介質(zhì)諧振器單元使用雙向饋電來(lái)產(chǎn)生圓極化,其優(yōu)點(diǎn)是頻帶比較寬。但當(dāng)使用雙向饋電介質(zhì)諧振器作為圓極化陣列天線的陣元時(shí),由于每個(gè)介質(zhì)諧振器單元都需要配置一個(gè)功率分配器或支路耦合器,因而使饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,損耗很大,難以達(dá)到理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種由四個(gè)單端饋電線極化輻射單元及其饋電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,該天線具有高增益,高前后比,饋電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單,易于制造等優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 —種圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,包括 —饋電單元和一四單元天線面陣。 上述的饋電單元,包含一基板、一接地面及一饋電網(wǎng)絡(luò)。
該基板,具有相反的一第一平面及一第二平面。
該接地面,設(shè)于基板的第二平面上。
該饋電網(wǎng)絡(luò),設(shè)于基板的第一平面上。 上述的四單元天線面陣,設(shè)在基板的第一平面上的,其包含一第一介質(zhì)諧振器輻射單元,一第二介質(zhì)諧振器輻射單元,一第三介質(zhì)諧振器輻射單元和一第四介質(zhì)諧振器輻射單元。 該第一介質(zhì)諧振器輻射單元與該第二介質(zhì)諧振器輻射單元、該第三介質(zhì)諧輻射單元、該第四介質(zhì)諧輻射單元的中心間距分別為操作頻率電磁波在真空中的半波長(zhǎng)、V^倍半波長(zhǎng)和半波長(zhǎng)。 該第二介質(zhì)諧振器輻射單元與該第三介質(zhì)諧振器輻射單元、該第四介質(zhì)諧振器輻
射單元的中心間距分別為操作頻率電磁波在真空中的半波長(zhǎng)和v^倍半波長(zhǎng)。 該第三介質(zhì)振器輻射單元與該第四介質(zhì)振器輻射單元的中心間距為操作頻率電 磁波在真空中的半波長(zhǎng)。 該第一介質(zhì)諧振器輻射單元、該第二介質(zhì)諧振器輻射單元、該第三介質(zhì)諧振器輻 射單元和該第四介質(zhì)諧振器輻射單元均為的陶瓷材料制成的圓柱體,物理尺寸完全相同。
上述的饋電網(wǎng)絡(luò)由十九條傳輸線電性連接而成,其包含一第一功分器,一第二功 分器, 一第三功分器, 一第一阻抗變換器, 一第二阻抗變換器, 一第三阻抗變換器, 一第四阻 抗變換器, 一第五阻抗變換器, 一第六阻抗變換器, 一第一耦合器, 一第二耦合器, 一第三耦 合器,一第四耦合器。 上述的第一功分器由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線,一第一輸出線 和一第二輸出線。 該第一功分器的輸入線,其一端接SMA接頭,用于對(duì)圓極化陣列天線饋入或輸出 電磁波,另一端與第一功分器的第一輸出線和第一功分器的第二輸出線電性連接。
該第一功分器的第一輸出線,其一端與第一功分器的輸入線和第一功分器的第二 輸出線電性連接,另一端與第一阻抗變換器電性連接。 該第一功分器的第二輸出線,其一端與第一功分器的輸入線和第一功分器的第一 輸出線的電性連接,另一端與第二阻抗變換器電性連接。 上述的第一功分器的第二輸出線與第一功分器的第一輸出線的電尺寸差為操作 頻率電磁波在基板中的半波長(zhǎng),故該第一功分器在其兩個(gè)輸出端上不但實(shí)現(xiàn)功率的等分, 而且實(shí)現(xiàn)了 180度移相。 上述的第二功分器由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線,一第一輸出線 和一第二輸出線。 該第二功分器的輸入線,其一端與第一阻抗變換器電性連接,其另一端與第二功 分器的第一輸出線和第二功分器的第二輸出線電性連接。 該第二功分器的第一輸出線,其一端與第二功分器的輸入線和第二功分器的第二 輸出線電性連接,另一端與第二阻抗變換器電性連接。 該第二功分器的第二輸出線,其一端與第二功分器的輸入線和第二功分器的第一 輸出線的電性連接,另一端與第三阻抗變換器電性連接。 該第二功分器的第二輸出線與第二功分器的第一輸出線的電尺寸差為操作頻率 電磁波在基板中的四分之一波長(zhǎng),故該第二功分器在其兩個(gè)輸出端上不但實(shí)現(xiàn)功率的等 分,而且實(shí)現(xiàn)了90度移相。 上述的第三功分器由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線,一第一輸出線 和一第二輸出線。 該第三功分器的輸入線,其一端與第四阻抗變換器電性連接,其另一端與第三功 分器的第一輸出線和第三功分器的第二輸出線電性連接。 該第三功分器的第一輸出線,其一端與第三功分器的輸入線和第三功分器的第二 輸出線電性連接,另一端與第五阻抗變換器電性連接。
該第三功分器的第二輸出線,其一端與第三功分器的輸入線和第三功分器的第一輸出線的電性連接,另一端與第六阻抗變換器電性連接。 該第三功分器的第二輸出線與第三功分器的第一輸出線的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板中的四分之一波長(zhǎng),故該第三功分器在其兩個(gè)輸出端上不但實(shí)現(xiàn)功率的等分,而且實(shí)現(xiàn)了90度移相。 上述的第二功分器和第三功分器具有相同的物理尺寸。 上述的第一阻抗變換器,其一端與第一功分器的第一輸出線電性連接,其另一端與第二功分器的輸入線電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換。 上述的第二阻抗變換器,其一端與第二功分器的第一輸出線電性連接,其另一端與第一耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換。 上述的第三阻抗變換器,其一端與第二功分器的第二輸出線電性連接,其另一端與第二耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換。 上述的第四阻抗變換器,其一端與第一功分器的第二輸出線電性連接,其另一端與第三功分器的輸入線電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換。 上述的第五阻抗變換器,其一端與第三功分器的第一輸出線電性連接,其另一端與第三耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換。 上述的第六阻抗變換器,其一端與第三功分器的第二輸出線電性連接,其另一端與第四耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換。 上述的第一耦合器,其一端與第二阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第一介質(zhì)諧振器輻射單元。 上述的第二耦合器,其一端與第三阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第二介質(zhì)諧振器輻射單元。 上述的第三耦合器,其一端與第五阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第三介質(zhì)諧振器輻射單元。 上述的第四耦合器,其一端與第六阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第四介質(zhì)諧振器輻射單元。 本發(fā)明圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,采用了四元面陣,增益比普通單個(gè)介質(zhì)諧振器圓極化天線高6dB,因而具備高增益特性。本發(fā)明天線的接地面不但能夠起到聚集波束的作用,還能有效抑制天線尾瓣,因而天線的前后比很高。最后,本發(fā)明天線采用了三個(gè)功分器及相關(guān)阻抗變換器和耦合器實(shí)現(xiàn)了每個(gè)介質(zhì)諧振器的等功率饋電及相鄰介質(zhì)諧振器的90度相移,因而本發(fā)明天線的饋電網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)的由雙饋電介質(zhì)諧振器單元構(gòu)成的陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度低。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的正視示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的電磁模擬電壓反射系數(shù)測(cè)試圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的電磁模擬軸比測(cè)試圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的電磁模擬E面輻射方向圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的電磁模擬H面輻射方向圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1,所示為本發(fā)明圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線的一較佳實(shí)施實(shí)例,本實(shí)施 實(shí)例的圓極化陣列天線1應(yīng)用在1. 575GHz的操作頻率,其包括一饋電單元31和一四單元 天線面陣21。 上述的饋電單元31,包含一基板11、一接地面12及一饋電網(wǎng)絡(luò)32。 該基板ll,具有相反的一第一平面lll及一第二平面112,在本實(shí)施實(shí)例中,
基板11是一矩形的高頻介質(zhì)板,其相對(duì)介電常數(shù)為6. 15,厚度為0. 64mm,尺寸為
160mmX210mm。 該接地面12,設(shè)于基板11的第二平面112,饋電網(wǎng)絡(luò)32,設(shè)于基板11的第一平面 111。接地面12是一矩形金屬平面,其尺寸為160mmX210mm。 上述的四單元天線面陣21,設(shè)在基板11的第一平面111上,其包含一第一介質(zhì)諧 振器輻射單元201, 一第二介質(zhì)諧振器輻射單元202, 一第三介質(zhì)諧振器輻射單元203和一 第四介質(zhì)諧振器輻射單元204。 該第一介質(zhì)諧振器輻射單元201與該第二介質(zhì)諧振器輻射單元202、該第三介質(zhì) 諧輻射單元203、該第四介質(zhì)諧輻射單元204的中心間距分別為操作頻率電磁波在真空中 的半波長(zhǎng)、VI倍半波長(zhǎng)和半波長(zhǎng)。 該第二介質(zhì)諧振器輻射單元202與該第三介質(zhì)諧振器輻射單元203、該第四介質(zhì)
諧振器輻射單元204的中心間距分別為操作頻率電磁波在真空中的半波長(zhǎng)和V^倍半波長(zhǎng)。
該第三介質(zhì)振器輻射單元203與該第四介質(zhì)振器輻射單元204的中心間距為操作 頻率電磁波在真空中的半波長(zhǎng)。 該第一介質(zhì)諧振器輻射單元201、該第二介質(zhì)諧振器輻射單元202、該第三介質(zhì)諧 振器輻射單元203和該第四介質(zhì)諧振器輻射單元204均為相對(duì)介電常數(shù)為35的陶瓷材料 制成的圓柱體,物理尺寸完全相同,直徑均為30mm,高度均為15. 57mm,諧振時(shí)輸出阻抗均 為70歐姆。 上述的饋電網(wǎng)絡(luò)32由十九條傳輸線電性連接而成,其包含一第一功分器33,一第 二功分器34, 一第三功分器35, 一第一阻抗變換器303, 一第二阻抗變換器306, 一第三阻抗 變換器309, 一第四阻抗變換器312, 一第五阻抗變換器315, 一第六阻抗變換器318, 一第一 耦合器307, 一第二耦合器310, 一第三耦合器316, 一第四耦合器319。
上述的第一功分器33由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線301,一第一 輸出線302和一第二輸出線311。 該輸入線301為特征阻抗為50歐姆的微帶線,其一端接SMA接頭,用于對(duì)圓極化 陣列天線l饋入或輸出電磁波,其另一端與第一輸出線302和第二輸出線311電性連接。
該第一輸出線302為特征阻抗為100歐姆的微帶線,其一端與輸入線301和第二 輸出線311電性連接,另一端與第一阻抗變換器303電性連接。 該第二輸出線311為特征阻抗為100歐姆的微帶線,其一端與輸入線301和第一 輸出線302的電性連接,另一端與第二阻抗變換器312電性連接。 該第二輸出線311與第一輸出線302的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板11中的半波長(zhǎng),故該第一功分器33在其兩個(gè)輸出端上不但實(shí)現(xiàn)功率的等分,而且實(shí)現(xiàn)了 180度 移相。 上述的第二功分器34由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線304,一第一 輸出線305和一第二輸出線308。 該輸入線304為特征阻抗為50歐姆的微帶線,其一端與第一阻抗變換器303電性 連接,其另一端與第一輸出線305和第二輸出線308電性連接。 該第一輸出線305為特征阻抗為100歐姆的微帶線,其一端與輸入線304和第二 輸出線308電性連接,另一端與第二阻抗變換器306電性連接。 該第二輸出線308為特征阻抗為100歐姆的微帶線,其一端與輸入線304和第一 輸出線305的電性連接,另一端與第三阻抗變換器309電性連接。 該第二輸出線308與第一輸出線305的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板11中 的四分之一波長(zhǎng),故該第二功分器34在其兩個(gè)輸出端上不但實(shí)現(xiàn)功率的等分,而且實(shí)現(xiàn)了 90度移相。 上述的第三功分器35由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線313,一第一 輸出線314和一第二輸出線317。 該輸入線313為特征阻抗為50歐姆的微帶線,其一端與第四阻抗變換器312電性 連接,其另一端與第一輸出線314和第二輸出線317電性連接。 該第一輸出線314為特征阻抗為100歐姆的微帶線,其一端與輸入線313和第二 輸出線317電性連接,另一端與第五阻抗變換器315電性連接。 該第二輸出線317為特征阻抗為100歐姆的微帶線,其一端與輸入線313和第一 輸出線314的電性連接,另一端與第六阻抗變換器318電性連接。 該第二輸出線317與第一輸出線314的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板11中 的四分之一波長(zhǎng),故該第三功分器35在其兩個(gè)輸出端上不但實(shí)現(xiàn)功率的等分,而且實(shí)現(xiàn)了 90度移相。 上述的第二功分器34和第三功分器35具有相同的物理尺寸。
上述的第一阻抗變換器303為特征阻抗為71歐姆的微帶線,用于特征阻抗為100 歐姆微帶線到特征阻抗為50歐姆微帶線的阻抗變換,其電尺寸為操作頻率電磁波在基板 11中的四分之一波長(zhǎng),其一端與第一功分器33的第一輸出線302電性連接,其一端與第二 功分器34的輸入線304電性連接。 上述的第二阻抗變換器306為特征阻抗為84歐姆的微帶線,用于特征阻抗為100 歐姆微帶線到特征阻抗為70歐姆微帶線的阻抗變換,其電尺寸為操作頻率電磁波在基板 11中的四分之一波長(zhǎng),其一端與第二功分器34的第一輸出線305電性連接,其另一端與第 一耦合器307電性連接。 上述的第三阻抗變換器309為特征阻抗為84歐姆的微帶線,用于特征阻抗為100 歐姆微帶線到特征阻抗為70歐姆微帶線的阻抗變換,其電尺寸為操作頻率電磁波在基板 11中的四分之一波長(zhǎng),其一端與第二功分器34的第二輸出線308電性連接,其另一端與第 二耦合器310電性連接。 上述的第四阻抗變換器312為特征阻抗為71歐姆的微帶線,用于特征阻抗為100 歐姆微帶線到特征阻抗為50歐姆微帶線的阻抗變換,其電尺寸為操作頻率電磁波在基板11中的四分之一波長(zhǎng),其一端與第一功分器33的第二輸出線311電性連接,其另一端與第 三功分器35的輸入線313電性連接。 上述的第五阻抗變換器315為特征阻抗為84歐姆的微帶線,用于特征阻抗為100 歐姆微帶線到特征阻抗為70歐姆微帶線的阻抗變換,其電尺寸為操作頻率電磁波在基板 11中的四分之一波長(zhǎng),其一端與第三功分器35的第一輸出線314電性連接,其另一端與第 三耦合器316電性連接。 上述的第六阻抗變換器318為特征阻抗為84歐姆的微帶線,用于特征阻抗為100 歐姆微帶線到特征阻抗為70歐姆微帶線的阻抗變換,其電尺寸為操作頻率電磁波在基板 11中的四分之一波長(zhǎng),其一端與第三功分器35的第二輸出線317電性連接,其另一端與第 四耦合器319電性連接。 上述的第一耦合器307為特征阻抗為70歐姆的微帶線,其一端與第二阻抗變換器 306電性連接,其交線與第一介質(zhì)諧振器輻射單元201在基板11的第一平面111上的投影 圓相切,其另一端沿第一介質(zhì)諧振器輻射單元201在基板11的第一平面111上的投影圓的 直徑向相反的方向延伸,調(diào)節(jié)該70歐姆的微帶線的長(zhǎng)度可以使該第一耦合器307與第一介 質(zhì)諧振器輻射單元201達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。 上述的第二耦合器310為特征阻抗為70歐姆的微帶線,其一端與第三阻抗變換器 309電性連接,其交線與第二介質(zhì)諧振器輻射單元202在基板11的第一平面111上的投影 圓相切,其另一端沿第二介質(zhì)諧振器輻射單元202在基板11的第一平面111上的投影圓的 直徑向相反的方向延伸,調(diào)節(jié)該70歐姆的微帶線的長(zhǎng)度可以使該第二耦合器310與第二介 質(zhì)諧振器輻射單元202達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。 上述的第三耦合器316為特征阻抗為70歐姆的微帶線,其一端與第五阻抗變換器 315電性連接,其交線與第三介質(zhì)諧振器輻射單元203在基板11的第一平面111上的投影 圓相切,其另一端沿第三介質(zhì)諧振器輻射單元203在基板11的第一平面111上的投影圓的 直徑向相反的方向延伸,調(diào)節(jié)該70歐姆的微帶線的長(zhǎng)度可以使該第三耦合器316與第三介 質(zhì)諧振器輻射單元203達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。 上述的第四耦合器319為特征阻抗為70歐姆的微帶線,其一端與第六阻抗變換器 318電性連接,其交線與第四介質(zhì)諧振器輻射單元204在基板11的第一平面111上的投影 圓相切,其另一端沿第四介質(zhì)諧振器輻射單元204在基板11的第一平面111上的投影圓的 直徑向相反的方向延伸,調(diào)節(jié)該70歐姆的微帶線的長(zhǎng)度可以使該第四耦合器319與第四介 質(zhì)諧振器輻射單元204達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。 參閱圖2,所示為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中圓極化陣列天線1的電壓反 射系數(shù)測(cè)試圖。圖中,電壓反射系數(shù)小于-lOdB的頻率范圍是1. 55GHz-l. 60GHz,工作帶寬 為50MHz,中心工作頻率為1. 575GHz。 參閱圖3,所示為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中圓極化陣列天線1的軸比測(cè) 試圖。圖中,圓極化陣列天線1的軸比在整個(gè)工作頻段內(nèi)都小于3dB。 參閱圖4和圖5,分別所示為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中圓極化陣列天線1 的E面和H面增益測(cè)試圖。從圖4和圖5可以看出該天線1增益大于10dBi,最大尾瓣小 于-lOdBi,因而該天線的增益前后比大于20dB。 由于采用了單端饋電線極化介質(zhì)諧振振器輻射單元實(shí)現(xiàn)了圓極化陣列天線,簡(jiǎn)化了饋電網(wǎng)絡(luò),因而天線1具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,易于制造等優(yōu)點(diǎn),另從模擬測(cè)量結(jié)果可以 看出天線1在帶寬、軸比、增益和前后比等方面性能都很優(yōu)越,因此天線1非常適合在移動(dòng) 通信設(shè)備上應(yīng)用,具有很高的推廣價(jià)值。 以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施實(shí)例而已,并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制, 任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施實(shí)例所作的任何簡(jiǎn) 單修改、等同變化與修飾,均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
一種圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,包括一個(gè)饋電單元和一個(gè)四單元天線面陣,其特征在于所述饋電單元,包含一基板、一接地面及一饋電網(wǎng)絡(luò),所述基板具有相反的一第一平面及一第二平面,所述接地面設(shè)于基板的第二平面上,所述饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)于所述基板的第一平面上;所述饋電網(wǎng)絡(luò)由十九條傳輸線電性連接而成,其包含一第一功分器,一第二功分器,一第三功分器,一第一阻抗變換器,一第二阻抗變換器,一第三阻抗變換器,一第四阻抗變換器,一第五阻抗變換器,一第六阻抗變換器,一第一耦合器,一第二耦合器,一第三耦合器,一第四耦合器;第一功分器由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線,一第一輸出線和一第二輸出線;第一功分器的輸入線,其一端接SMA接頭,用于對(duì)圓極化陣列天線饋入或輸出電磁波,另一端與第一功分器的第一輸出線和第一功分器的第二輸出線電性連接;第一功分器的第一輸出線,其一端與第一功分器的輸入線和第一功分器的第二輸出線電性連接,另一端與第一阻抗變換器電性連接;第一功分器的第二輸出線,其一端與第一功分器的輸入線和第一功分器的第一輸出線的電性連接,另一端與第二阻抗變換器電性連接;第一功分器的第二輸出線與第一功分器的第一輸出線的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板中的半波長(zhǎng);第二功分器由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線,一第一輸出線和一第二輸出線;第二功分器的輸入線,其一端與第一阻抗變換器電性連接,其另一端與第二功分器的第一輸出線和第二功分器的第二輸出線電性連接;第二功分器的第一輸出線,其一端與第二功分器的輸入線和第二功分器的第二輸出線電性連接,另一端與第二阻抗變換器電性連接;第二功分器的第二輸出線,其一端與第二功分器的輸入線和第二功分器的第一輸出線的電性連接,另一端與第三阻抗變換器電性連接;第二功分器的第二輸出線與第二功分器的第一輸出線的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板中的四分之一波長(zhǎng);第三功分器由三條傳輸線電性連接而成,其包含一輸入線,一第一輸出線和一第二輸出線;第三功分器的輸入線,其一端與第四阻抗變換器電性連接,其另一端與第三功分器的第一輸出線和第三功分器的第二輸出線電性連接;第三功分器的第一輸出線,其一端與第三功分器的輸入線和第三功分器的第二輸出線電性連接,另一端與第五阻抗變換器電性連接;第三功分器的第二輸出線,其一端與第三功分器的輸入線和第三功分器的第一輸出線的電性連接,另一端與第六阻抗變換器電性連接;第三功分器的第二輸出線與第三功分器的第一輸出線的電尺寸差為操作頻率電磁波在基板中的四分之一波長(zhǎng);第二功分器和第三功分器具有相同的物理尺寸;第一阻抗變換器,其一端與第一功分器的第一輸出線電性連接,其一端與第二功分器的輸入線電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換;第二阻抗變換器,其一端與第二功分器的第一輸出線電性連接,其另一端與第一耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換;第三阻抗變換器,其一端與第二功分器的第二輸出線電性連接,其另一端與第二耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換;第四阻抗變換器,其一端與第一功分器的第二輸出線電性連接,其一端與第三功分器的輸入線電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換;第五阻抗變換器,其一端與第三功分器的第一輸出線電性連接,其另一端與第三耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換;第六阻抗變換器,其一端與第三功分器的第二輸出線電性連接,其另一端與第四耦合器電性連接,并實(shí)現(xiàn)該二器件間的阻抗變換;第一耦合器,其一端與第二阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第一介質(zhì)諧振器輻射單元;第二耦合器,其一端與第三阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第二介質(zhì)諧振器輻射單元;第三耦合器,其一端與第五阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第三介質(zhì)諧振器輻射單元;第四耦合器,其一端與第六阻抗變換器電性連接,其另一端耦合于第四介質(zhì)諧振器輻射單元;所述四單元天線面陣設(shè)在所述基板的第一平面上,所述四單元天線面陣包含一第一介質(zhì)諧振器輻射單元,一第二介質(zhì)諧振器輻射單元,一第三介質(zhì)諧振器輻射單元和一第四介質(zhì)諧振器輻射單元;第一介質(zhì)諧振器輻射單元與該第二介質(zhì)諧振器輻射單元、該第三介質(zhì)諧輻射單元、該第四介質(zhì)諧輻射單元的中心間距分別為操作頻率波在真空中的半波長(zhǎng)、倍半波長(zhǎng)和半波長(zhǎng);第二介質(zhì)諧振器輻射單元與該第三介質(zhì)諧振器輻射單元、該第四介質(zhì)諧振器輻射單元的中心間距為操作頻率電磁波在真空中的半波長(zhǎng)和倍半波長(zhǎng);第三介質(zhì)振器輻射單元與該第四介質(zhì)振器輻射單元的中心間距為操作頻率電磁波在真空中的半波長(zhǎng);第一介質(zhì)諧振器輻射單元、該第二介質(zhì)諧振器輻射單元、該第三介質(zhì)諧振器輻射單元和該第四介質(zhì)諧振器輻射單元均為的陶瓷材料制成的圓柱體,物理尺寸完全相同。F2009102452182C00031.tif,F2009102452182C00032.tif
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,其特征在于,第一功分器、第二 功分器和第三功分器的輸入線的特征阻抗均為50歐姆。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,其特征在于,第一阻抗變換器、 第二阻抗變換器、第三阻抗變換器、第四阻抗變換器、第五阻抗變換器和第六阻抗變換器的 電尺寸為操作頻率電磁波在基板中的四分之一波長(zhǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,其特征在于,第一耦合器、第二 耦合器、第三耦合器和第四耦合器均為開路微帶線結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓極化介質(zhì)諧振器陣列天線,可以用于通信領(lǐng)域。它包括一個(gè)饋電單元和一個(gè)四單元天線面陣,四單元天線面陣由四個(gè)單端饋電的線極化介質(zhì)諧振器單元構(gòu)成,饋電單元包括具備移相功能的功分器、阻抗變換器和耦合器,可以為每個(gè)介質(zhì)諧振器單元分配相同的功率,且相鄰的介質(zhì)諧振器單元相位差為90度。本發(fā)明的天線具有圓極化特性、高增益、高前后比、饋電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單、易于制造等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q21/24GK101719599SQ200910245218
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者馮立營(yíng), 孫程光, 王利強(qiáng), 鄭宏興 申請(qǐng)人:天津工程師范學(xué)院
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