[發明專利]一種多層矩形波導天線饋電結構

有效

• 申請號: 202110367606.9
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113140917B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 吳錫東;冀俊超;楊喆棟;周金芳
• 申請（專利權）人: 浙江大學;山東星嶺科技有限公司
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/00;H01Q1/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，該結構包括：矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構和E面矩形波導功率分配結構；所述矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構用于平行板波導寬邊方向上平面電磁波的離散化，包括平行板波導結構、金屬隔板和多路矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構輸出端口；所述平行板波導結構的一端饋入電磁波，平行板波導結構的寬和高分別為A和B，其中A＞λ0，B＜λ0/2，λ0為發射或接收電磁波的最小自由空間波長，A等于離散化間距D的整數倍，饋入電磁波的模式為TE10模式或準TEM模式；所述平行板波導結構的另一端設置波導拐角與匹配結構，用于離散化結構的阻抗匹配與電磁波傳播方向的轉向；所述平行板波導結構的末端設置有匹配結構和若干等間距排布的金屬隔板，相鄰金屬隔板之間中心位置對應的波導上表面設置有各路矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構輸出端口；所述E面矩形波導功率分配結構輸入端口連接各路矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構輸出端口，用于E面矩形波導傳播方向上的能量均勻或非均勻分配。

2.如權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，所述矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構包含M個離散化單元，所述金屬隔板的作用是將相鄰離散化單元的電磁波進行隔離，所述金屬隔板由立方體或圓柱狀結構組成，所述金屬隔板高度與波導結構高度相同；相鄰金屬隔板之間的距離d等于離散化間距D，d＜λ0；通過調節金屬隔板的長度和寬度，實現阻抗匹配。

3.如權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，相鄰金屬隔板之間中心位置對應的波導上表面開矩形槽，作為各路矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構輸出端口，各路矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構輸出端口分別與各路E面矩形波導功率分配結構輸入端口相連接。

4.如權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，所述矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構還能實現阻抗匹配，所述的阻抗匹配實現了平行板波導與矩形波導的阻抗匹配；能量轉向，所述的能量轉向實現了平行板波導傳播方向到平行板波導窄邊方向的轉向；極化轉向，所述的極化轉向實現了平行板波導窄邊方向到平行板波導傳播方向的電場方向轉向。

5.如權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，所述E面矩形波導功率分配結構為層疊狀結構，該結構為具有E面T型功率分配器的二叉樹形式，所述E面T型功率分配器分支波導平面與TE10模電場E所在平面平行，所述E面矩形波導功率分配結構的輸入端口連接各路矩形波導-平行板波導寬邊離散化結構輸出端口，饋電方式為并行方式，所述E面矩形波導功率分配結構一共有N個輸出，其中N為偶數；所述E面矩形波導功率分配結構為單級或多級級聯結構；所述E面矩形波導功率分配結構為等分或不等分功率分配結構，其作用為均分或不等分配電磁波能量。

6.如權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，矩形波導腔體剖面為矩形，矩形波導內壁采用金屬良導體，所述矩形波導結構包括但不限于金屬腔體結構或基片集成波導(SIW)結構。

7.如權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，所述天線饋電結構還包括輻射結構，所述輻射結構連接E面矩形波導功率分配結構的輸出端口，共包括N×M個輻射單元，用于將能量分配后的電磁波輻射到自由空間。

8.根據權利要求1所述的一種多層矩形波導天線饋電結構，其特征在于，該天線饋電結構為多層結構，各層結構之間平行排布；通過調整層數，在不改變E面矩形波導功率分配結構和加工難度的情況下，實現天線口徑的調節。