[發明專利]多波束平面天線

在審

• 申請號: 202210729365.2
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115064874A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李雨鍵;畢瑩瑀;王均宏
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01Q3/32
• 分類號: H01Q3/32;H01Q15/02;H01Q15/16
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李強

本發明實施例提供一種多波束平面天線，涉及通信設備技術領域。多波束平面天線包括用于輻射電磁波的饋源、卡塞格倫波束形成器和透鏡。卡塞格倫波束形成器設置于饋源的輻射電磁波出射方向，卡塞格倫波束形成器具有卡塞格倫主反射面和設置在卡塞格倫主反射面電磁波出射方向的第一金屬平行板組。透鏡設置在第一金屬平行板組內，透鏡遠離卡塞格倫主反射面的一側為弧形面，透鏡用于修正多波束平面天線口徑場的相位，以使口徑場相位分布趨近于線性分布。從而可以降低旁瓣電平以及提高增益、口徑效率實現寬角掃描范圍內良好的波束輻射性能。

技術領域

本發明涉及射頻天線技術領域，具體而言，涉及一種多波束平面天線。

背景技術

移動通信的關鍵技術之一是毫米波多波束天線技術。基于準光類波束形成機理的反射面天線具有結構簡單，輻射效率高等優勢，常用于實現多波束輻射。

然而，對于多波束反射面天線，由于增大的饋源遮擋效應以及橫向偏焦效應，掃描波束的輻射性能會發生惡化，大大限制了反射面天線多波束的掃描范圍。

發明內容

本發明的目的包括，例如，提供了一種多波束平面天線，其能夠改善波束的輻射性能，實現大角度范圍內的多波束覆蓋。

本發明的實施例可以這樣實現：

第一方面，本發明提供一種多波束平面天線，包括：

用于輻射電磁波的饋源；

卡塞格倫波束形成器，所述卡塞格倫波束形成器設置于所述饋源的輻射電磁波出射方向，所述卡塞格倫波束形成器具有卡塞格倫主反射面和設置在所述卡塞格倫主反射面電磁波出射方向的第一金屬平行板組；以及

透鏡，所述透鏡設置在所述第一金屬平行板組內，所述透鏡遠離所述卡塞格倫主反射面的一側為弧形面，所述透鏡用于修正所述多波束平面天線口徑場的相位，以使所述口徑場相位分布趨近于線性分布。

在可選的實施方式中，所述透鏡為均勻介質板。

在可選的實施方式中，所述透鏡包括多個金屬柱，多個所述金屬柱二維等周期分布，多個所述金屬柱中位于外周緣的所述金屬柱遠離所述卡塞格倫主反射面的一側形成所述弧形面。

在可選的實施方式中，多個所述金屬柱與所述金屬平行板中的一個平行板一體成型。

在可選的實施方式中，所述弧形面向著遠離所述卡塞格倫主反射面的一側凸設，所述弧形面的掃掠線為圓錐曲線，所述卡塞格倫主反射面的掃略線為拋物線。

在可選的實施方式中，所述弧形面的掃掠線滿足以下公式：

L₃表示為圓錐曲線的離心率，p表示圓錐曲線的焦距，z表示卡塞格倫主反射面的掃掠線的頂點為坐標原點的坐標系上的縱坐標，y表示卡塞格倫主反射面的掃掠線的頂點為坐標原點的坐標系上的橫坐標，其中，橫坐標的坐標軸為卡塞格倫主反射面過頂點的切線，縱坐標的坐標軸為卡塞格倫主反射面的掃略線的對稱軸。

在可選的實施方式中，所述透鏡靠近所述卡塞格倫主反射面的一側為直面。

在可選的實施方式中，所述透鏡的高度由所述透鏡的中心分別向著靠近所述卡塞格倫主反射面的一側和遠離所述卡塞格倫主反射面的一側遞減。

在可選的實施方式中，所述饋源包括依次設置的板端連接器、波導陣列短路端、饋電網絡和波導陣列，所述板端連接器用于天線信號輸入；