[發(fā)明專利]基于有源移相器的低損耗頻掃天線

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010760179.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN111987460A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚慧;朱曉華;洪弘;李彧晟;孫理;顧陳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q3/30
• 分類號(hào): H01Q3/30;H01Q1/36;H01Q9/16;H01Q21/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

本發(fā)明公開了一種基于有源移相器的低損耗頻掃天線，該天線包括饋電輸入、功分器、第一有源移相器、第二有源移相器以及相并聯(lián)的用于輻射能量的兩個(gè)子陣；兩個(gè)有源移相器分別設(shè)置在兩個(gè)子陣的起始端；所述饋電輸入的能量經(jīng)功分器等幅分配后分別經(jīng)兩個(gè)有源移相器移相后饋入兩個(gè)子陣；兩個(gè)并聯(lián)子陣經(jīng)由慢波線給對(duì)應(yīng)輻射單元提供能量，每個(gè)并聯(lián)子陣末端連接一個(gè)匹配負(fù)載，能夠減少末端反射。本發(fā)明利用有源移相器承擔(dān)一部分原來由慢波線實(shí)現(xiàn)的移相功能，從而減少慢波線的總長(zhǎng)度，降低天線中慢波線的傳輸損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于有源移相器的低損耗頻掃天線。

背景技術(shù)

頻率掃描(頻掃)，是通過改變天線的工作頻率來改變天線單元間的相位關(guān)系，從而完成天線波束指向的改變。具體實(shí)現(xiàn)上，可以使用蛇形慢波結(jié)構(gòu)作為移相單元(無源移相器)，對(duì)輻射單元逐個(gè)饋電從而完成波束掃描。慢波線移相器的電長(zhǎng)度通常較長(zhǎng)，成為該類型天線損耗的主要來源。

頻掃天線通常只能實(shí)現(xiàn)一維內(nèi)的波束掃描，通常稱該維度為頻掃維；為了使得該類天線能夠在另一維度內(nèi)也實(shí)現(xiàn)波束掃描，需要將頻掃天線在另一維度內(nèi)組陣，并利用有源移相器完成該維度內(nèi)陣列間的相移，該維度稱為相掃維。但單純的利用有源移相器成本高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

因此，探索如何利用有源移相器，協(xié)助慢波線移相器完成部分頻掃維的移相功能，從而減少該類型天線傳輸損耗，成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述先有技術(shù)存在的問題，提供一種基于有源移相器的低損耗頻掃天線，利用有源移相器承擔(dān)一部分原來由慢波線實(shí)現(xiàn)的移相功能，從而減少慢波線的總長(zhǎng)度，降低天線中慢波線的傳輸損耗。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：基于有源移相器的低損耗頻掃天線，所述天線包括饋電輸入、功分器、第一有源移相器、第二有源移相器以及相并聯(lián)的用于輻射能量的兩個(gè)子陣；兩個(gè)有源移相器分別設(shè)置在兩個(gè)子陣的起始端；所述饋電輸入的能量經(jīng)功分器等幅分配后分別經(jīng)兩個(gè)有源移相器移相后饋入兩個(gè)子陣。

進(jìn)一步地，所述兩個(gè)子陣包括第一子陣、第二子陣；其中，

所述第一子陣包括第一慢波線及與其耦合的若干第一輻射單元，第一慢波線的一端通過第一有源移相器與功分器相連，另一端作為第一子陣的末端，連接第一匹配負(fù)載；

所述第二子陣包括第二慢波線及與其耦合的若干第二輻射單元，第二慢波線的一端通過第二有源移相器與功分器相連，另一端作為第二子陣的末端，連接第二匹配負(fù)載。

進(jìn)一步地，所述第一輻射單元與第二輻射單元交替分布。

進(jìn)一步地，相鄰輻射單元之間的間距相同。

進(jìn)一步地，所述第一輻射單元與第二輻射單元的數(shù)目相同。

進(jìn)一步地，所述第一慢波線中相鄰第一輻射單元之間所對(duì)應(yīng)的移相器包含的移相單元的數(shù)目N1，與所述第二慢波線中相鄰第二輻射單元之間所對(duì)應(yīng)的移相器包含的移相單元的數(shù)目N2相同。

進(jìn)一步地，所述第一慢波線中相鄰第一輻射單元之間所對(duì)應(yīng)的移相器包含的移相單元的尺寸，與所述第二慢波線中相鄰第二輻射單元之間所對(duì)應(yīng)的移相器包含的移相單元的尺寸相同。

進(jìn)一步地，在同一工作頻率下，所述第一有源移相器、第二有源移相器的移相量之間的差值，等于慢波線中移相器在該頻率下移相量的一半。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：將本就在二維掃描陣列中，相掃維需要使用到的有源移相器用于協(xié)助頻掃維的慢波線移相器進(jìn)行移相，通過在頻掃天線中設(shè)置兩個(gè)子陣，且每個(gè)子陣均與一個(gè)有源移相器連接，減少了波束掃描時(shí)所需的慢波線長(zhǎng)度，從而降低總傳輸損耗。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明