[發(fā)明專利]一種側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310424855.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN104466423B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勇;張海英;楊浩;尹軍艦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01Q15/02
• 分類號(hào): H01Q15/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綜合移相器件和綜合移相網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代雷達(dá)、通信系統(tǒng)中，常常要求天線具備波束偏轉(zhuǎn)功能及多波束特性。多波束天線可以形成高增益的銳天線波束，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)工作距離；它還可以將單個(gè)扇形工作區(qū)域變成由多個(gè)銳波束構(gòu)成的扇形區(qū)域，同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬角度和遠(yuǎn)距離的探測(cè)范圍；此外，通過對(duì)饋入信號(hào)的相位和幅值控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特方向干擾信號(hào)的抑制，因此也具有干擾抑制能力。

天線完成多波束形成和掃描有兩種方式：相控陣天線和多波束天線。傳統(tǒng)相控陣天線需要大量的有源相位控制器件，制造成本高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多波束天線則由多波束形成網(wǎng)絡(luò)和天線陣列組成，其中Rotman透鏡作為一個(gè)綜合移相器件，是一種很常用的多波束形成網(wǎng)絡(luò)，單個(gè)的Rotman透鏡可替代大量的移相器。同時(shí)，Rotman透鏡具有高帶寬、低成本、結(jié)構(gòu)緊湊易于集成等特點(diǎn)。

在傳統(tǒng)的Rotman透鏡設(shè)計(jì)中，如圖1所示，其側(cè)邊緣多為弧形，并在弧形邊緣上設(shè)置空置端口，再在空置端口上連接阻性負(fù)載，以達(dá)到吸收入射到側(cè)邊的電磁波的目的。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)要求邊緣空置端口加載阻性負(fù)載，這增加了加工制造的難度；另外，阻性負(fù)載本身有阻值誤差，會(huì)影響透鏡制造的一致性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡，在滿足透鏡功能要求的情況下，側(cè)邊緣不使用空置端口、不連接阻性負(fù)載，以降低透鏡制作的復(fù)雜度，提高透鏡制作的一致性、便捷性和可靠性。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡，該Rotman透鏡包括高頻絕緣基板、形成于該基板下表面的覆地平面和形成于該基板上表面的金屬材質(zhì)平面化透鏡，其中：所述金屬材質(zhì)平面化透鏡包括輸入端口、輸出端口和位于輸入端口和輸出端口之間具有橢圓形輪廓的側(cè)邊，所述輸入端口包括若干個(gè)信號(hào)輸入端口和若干個(gè)空置輸入端口，所述輸出端口包括若干個(gè)信號(hào)輸出端口和若干個(gè)空置輸出端口，且所述金屬材質(zhì)平面化透鏡的側(cè)邊緣沒有連接阻性負(fù)載的空置端口。

上述方案中，所述具有橢圓形輪廓的側(cè)邊，其橢圓形輪廓的長(zhǎng)軸位于水平方向，與輸入端口至輸出端口之間的排列方向一致。所述橢圓形輪廓的長(zhǎng)軸所在方向允許的誤差是以橢圓的中心為中心沿逆時(shí)針或順時(shí)針偏轉(zhuǎn)0±30°以內(nèi)。

上述方案中，所述基板具有小于5的相對(duì)介電常數(shù)，0.01以下的低損耗正切角，小于1毫米的厚度。

上述方案中，所述空置輸入端口不連接阻性負(fù)載。

上述方案中，所述空置輸出端口不連接阻性負(fù)載。

上述方案中，在所述側(cè)邊的橢圓形輪廓邊緣進(jìn)一步增加空置輸入端口或空置輸出端口。在所述側(cè)邊的橢圓形輪廓邊緣進(jìn)一步增加的空置輸入端口或空置輸出端口不連接阻性負(fù)載。

(三)有益效果

傳統(tǒng)的Rotman透鏡，如圖1所示，側(cè)邊緣多為弧形輪廓，然后在弧形邊緣輪廓上添加空置端口，再在空置端口上連接阻性負(fù)載，以達(dá)到吸收入射到側(cè)邊的電磁波的目的。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，一方面需要在邊緣的空置端口上加載阻性負(fù)載，增加了透鏡制造的步驟和難度；另一方面，阻性負(fù)載本身有阻值誤差，亦受周圍環(huán)境因素影響，當(dāng)批量制作該透鏡時(shí)，會(huì)影響透鏡制造的一致性和性能。

本發(fā)明提供的側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡，改變了側(cè)邊吸波結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；側(cè)邊采用橢圓形輪廓，該橢圓形輪廓的設(shè)計(jì)則是基于幾何光學(xué)原理，可使得入到到側(cè)邊的電磁波在橢圓形輪廓上來回的反射；這增加了入射電磁在傳輸過程中的金屬損耗和介質(zhì)損耗，進(jìn)而達(dá)到吸收入射到側(cè)邊電磁波的目的；

因此，本發(fā)明提供的側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡與傳統(tǒng)Rotman透鏡相比，顯著特點(diǎn)就是在側(cè)邊緣不再需要添加阻性負(fù)載并利用此負(fù)載吸收電磁波，而是利用高頻下的金屬損耗和介電損耗達(dá)到電磁波吸收的目的；在不使用阻性負(fù)載的情況下，完全可以在一次的電路板印刷中完成Rotman透鏡的制造；因此，與傳統(tǒng)的Rotman透鏡設(shè)計(jì)和制造相比，該技術(shù)提高了Rotman透鏡制作的便捷性、一致性和可靠性，適合批量生產(chǎn)制造。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的Rotman透鏡的弧形邊緣及空置端口的示意圖；

圖2是利用幾何光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)側(cè)邊電磁波吸收的原理圖；

圖3是依照本發(fā)明實(shí)施例的側(cè)邊為橢圓形輪廓的Rotman透鏡的示意圖；