[發明專利]漏波天線及基于漏波天線的波束賦形方法

有效

• 申請號: 201610086580.X
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN105720376B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 王均宏;耿云杰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01Q13/22
• 分類號: H01Q13/22
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;戴元毅

本發明公開一種漏波天線及基于漏波天線的波束賦形方法，該漏波天線的漏泄縫隙的形狀為對應不同輻射方向的包括不同周期結構的復合結構。本發明原理明確、設計簡單，有利于波束賦形的設計與優化。

技術領域

本發明涉及電子及通信技術領域。更具體地，涉及一種漏波天線及基于漏波天線的波束賦形方法。

背景技術

在低能耗無線通信及某些特定應用場合中，需要對天線輻射能量的區域和范圍進行人為規劃，如在天線的某些方向希望有較強的輻射、其它方向輻射較弱，或在天線某些較大的角度范圍內均希望有較強的輻射等，這就必須對天線的輻射方向圖進行所希望的波束賦形設計。現有天線波束賦形方法大多基于天線陣列理論，采用較復雜的加權陣列饋電方法，而對只有一個饋電端口的漏波天線波束的賦形方法則很少研究。

因此，需要提供一種結構簡單、饋電方便的漏波天線及基于漏波天線的波束賦形方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種漏波天線及基于漏波天線的波束賦形方法，解決現有波束賦形算法復雜、實現困難的問題，同時擴大漏波天線的應用場合和范圍。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

傳統的漏波天線多采用基波輻射的方式，其輻射主瓣方向固定不變，因而要實現按照天線方向圖的波束賦形只能采用陣列的方法。然而對于周期均勻的縫隙漏波天線而言，當在適當范圍內改變縫隙周期P時，除了基波輻射外，其它空間諧波也可能產生輻射，并且輻射諧波的傳播常數會隨周期顯著改變，因而可通過改變周期實現了空間諧波波束指向的變化。

一種漏波天線，該漏波天線的漏泄縫隙的形狀為包括對應不同輻射方向的不同周期結構的復合結構。

優選地，所述包括不同周期結構的復合結構為根據對應不同輻射方向的不同周期的正弦函數加權疊加后形成的組合函數計算得到的。

優選地，所述對應不同輻射方向的不同周期的正弦函數加權疊加后形成的組合函數的表達式為：

其中，x、y分別為漏波天線的漏泄縫隙所在的直角坐標系的x、y軸坐標，y軸方向為漏波天線的漏泄縫隙的分布方向，N為形成組合函數的正弦函數個數，P_n為第n個正弦函數形狀縫隙的周期，加權系數W_n為第n個正弦函數形狀縫隙的縫隙寬度，α為周期系數，β為疊加系數。

一種基于漏波天線的波束賦形方法，該方法包括如下步驟：

制作漏泄縫隙的形狀為包括對應不同輻射方向的不同周期結構的復合結構的漏波天線；

利用所述漏波天線產生多個-1次空間諧波疊加，對天線波束進行賦形。

優選地，所述制作漏泄縫隙的形狀為對應不同輻射方向的包括不同周期結構的復合結構的漏波天線進一步包括如下子步驟：

利用對應于不同輻射方向的多個不同周期的正弦函數加權疊加后形成的組合函數計算得到漏波天線的漏泄縫隙的形狀；

通過選擇各周期正弦函數的加權系數來調整不同方向上的電場輻射強度。

優選地，所述對應不同輻射方向的不同周期的正弦函數加權疊加后形成的組合函數的表達式為：

其中，x、y分別為漏波天線的漏泄縫隙所在的直角坐標系的x、y軸坐標，y軸方向為漏波天線的漏泄縫隙的分布方向，N為形成組合函數的正弦函數個數，P_n為第n個正弦函數形狀縫隙的周期，加權系數W_n為第n個正弦函數形狀縫隙的縫隙寬度，α為周期系數，β為疊加系數。