[發(fā)明專利]一種提高波束成形網(wǎng)絡(luò)器件端口隔離度的結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711397753.0
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN108172998A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余敏;鄧建華;董宇亮;王凱;逄立飛
• 申請（專利權(quán)）人: 四川中測微格科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q3/24
• 分類號(hào): H01Q3/24;H01Q15/02;H01P3/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

本發(fā)明公開了一種提高波束成形網(wǎng)絡(luò)器件端口隔離度的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括：透鏡，透鏡上設(shè)有多個(gè)波束端口，波束端口通過饋線引入透鏡腔，饋線通過漸變結(jié)構(gòu)與透鏡腔相連，透鏡腔的另一端通過相位延遲饋線連接到多個(gè)陣列端口，在相鄰的漸變結(jié)構(gòu)之間連接有至少一條互耦抑制傳輸線。實(shí)現(xiàn)了提高鄰近端口間的隔離度，且具有不損失能量、易于加工、結(jié)構(gòu)緊湊的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及波束成形網(wǎng)絡(luò)器件領(lǐng)域，具體地，涉及一種提高波束成形網(wǎng)絡(luò)器件端口隔離度的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

波束成形網(wǎng)絡(luò)器件是只一類具有多輸入、多輸出端口的無源微波網(wǎng)絡(luò)器件，具體形式有Rotman透鏡、Bootlace透鏡。波束成形網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)如圖1所示，多個(gè)波束端口(Beam Ports)通過饋線引入透鏡腔(Lens Cavity)，透鏡腔的另一端通過特殊計(jì)算的相位延遲饋線連接到多個(gè)陣列端口(Array Ports)，在陣列端口連接天線構(gòu)成天線陣列。所有傳輸線通過漸變結(jié)構(gòu)與腔體相連，以實(shí)現(xiàn)阻抗變換。當(dāng)從不同波束端口(Beam Ports)饋入信號(hào)時(shí)，天線陣列的輻射波束具有不同的指向，從而形成多波束。基于無源器件的互易性，波束成形網(wǎng)絡(luò)即可用于發(fā)射多波束、也可以用于接收多波束。其傳輸線形式有微帶線式、帶狀線式和波導(dǎo)腔體式。

波束成形網(wǎng)絡(luò)器件是一種低成本的模擬多波束掃描器件，通過切換不同的端口可以同時(shí)發(fā)射或接受不同方向的電磁波，形成多方向的定向信號(hào)覆蓋和探測，在雷達(dá)、通信、成像等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

由于受到陣列天線波束掃描的原理限制，天線陣列的單元間距一般要小于1/2波長，所以波束成形網(wǎng)絡(luò)中連接透鏡腔體和傳輸線的漸變結(jié)構(gòu)緊密排列，從而導(dǎo)致相鄰端口間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)耦合降低相鄰端口的隔離度。目前常用的提高隔離度的方法是在相鄰端口之間插入一個(gè)吸收端口，將相鄰端口的漸變結(jié)構(gòu)邊緣的電流吸收，避免電流的直接傳入從而降低互耦。此種方式會(huì)導(dǎo)致一部分能量的浪費(fèi)，且增加的吸收端口會(huì)增大波束成形網(wǎng)絡(luò)的尺寸，不易于小型化以及陣列的密集化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種提高波束成形網(wǎng)絡(luò)器件端口隔離度的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有的不足，實(shí)現(xiàn)了提高鄰近端口間的隔離度，且具有不損失能量、易于加工、結(jié)構(gòu)緊湊的技術(shù)效果。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請?zhí)峁┝艘环N提高波束成形網(wǎng)絡(luò)器件端口隔離度的結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)包括：透鏡，透鏡上設(shè)有多個(gè)波束端口，波束端口通過饋線引入透鏡腔，饋線通過漸變結(jié)構(gòu)與透鏡腔相連，透鏡腔的另一端通過相位延遲饋線連接到多個(gè)陣列端口，在相鄰的漸變結(jié)構(gòu)之間連接有至少一條互耦抑制傳輸線。當(dāng)相鄰漸變結(jié)構(gòu)間為單條互耦抑制傳輸線時(shí)，通過互耦抑制傳輸線傳播路徑與繞過漸變結(jié)構(gòu)的傳播路徑的波程差為半波長；當(dāng)相鄰漸變結(jié)構(gòu)間連接多條互耦抑制傳輸線時(shí)，靠近漸變結(jié)構(gòu)開口處的第一條互耦抑制傳輸線與單條互耦抑制傳輸線時(shí)設(shè)置相同，后續(xù)互耦抑制傳輸線的傳輸路徑較前一條互耦抑制傳輸線路徑的波程差為半波長。

這類新結(jié)構(gòu)是在相鄰漸變傳輸線間插入一段或多段互耦抑制傳輸線，采用直接傳導(dǎo)或耦合的方式將各端口部分功率的信號(hào)導(dǎo)入相鄰端口中，利用互耦信號(hào)傳輸路徑與互耦抑制傳輸線傳輸路徑的波程差，抵消互耦信號(hào)，從而提高端口隔離度。

其中，互耦抑制傳輸線所采用的傳輸線形式包含微帶線、帶狀線和波導(dǎo)，具體形式與所設(shè)計(jì)的波束成形網(wǎng)絡(luò)的傳輸線形式一致，因此可以與波束成形網(wǎng)絡(luò)一體加工制造。

互耦抑制傳輸線的數(shù)量可以是單條或多條，多條互耦抑制傳輸線之間的路徑差約為1/2波長，做微調(diào)優(yōu)化可以增加互耦抑制的帶寬。

因?yàn)橹灰獫M足互耦信號(hào)路徑與多條互耦抑制傳輸線路徑之間的傳播路徑差約為1/2波長就可以實(shí)現(xiàn)互耦抑制，那么互耦抑制傳輸線的兩端可以連接在漸變傳輸線的任意位置。