專(zhuān)利名稱(chēng)：高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該實(shí)用新型涉及平板天線技術(shù)領(lǐng)域，是一種高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線背景技術(shù)目前，常見(jiàn)的平板天線主要有兩種類(lèi)型，微帶型和波導(dǎo)型天線。微帶型天線具有體積小，重量輕的特點(diǎn)，但是在微波頻段由于介質(zhì)板材的特性，最后天線的損耗大、帶寬窄，因此高增益微帶天線的制造有面積大、成本高等諸多難點(diǎn)。
而波導(dǎo)型天線主要利用縫隙或喇叭作為天線的輻射單元，由于天線不采用介電材料，避免了由此而帶來(lái)的損耗，因此易于制造高增益天線。但波導(dǎo)型天線也存在體積大，不易加工的缺點(diǎn)，不利于天線的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其通過(guò)引入一種新的帶線饋電網(wǎng)絡(luò)，并成功與波導(dǎo)喇叭輻射單元相結(jié)合，與上述兩種天線相比，既有波導(dǎo)型天線的低損耗特點(diǎn)，又有微帶型天線的體積小、重量輕、易加工的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上與波導(dǎo)喇叭輻射單元相結(jié)合，研制出一種小型化高增益平板天線。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于它包括有頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板、帶線層導(dǎo)電板、底層導(dǎo)電板；所述的頂層導(dǎo)電板的上表面內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)喇叭孔，在該喇叭孔內(nèi)底部中間設(shè)有饋電縫隙通孔，在頂層導(dǎo)電板的下表面內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)空腔形導(dǎo)管，在該空腔形導(dǎo)管內(nèi)的四角處有與四個(gè)喇叭孔相通的饋電縫隙通孔；所述的中間層導(dǎo)電板設(shè)置在頂層導(dǎo)電板的下部，在中間層導(dǎo)電板的上表面內(nèi)設(shè)有與頂層導(dǎo)電板下表面的空腔形導(dǎo)管相對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)通孔，在中間層導(dǎo)電板的下表面內(nèi)設(shè)有使各波導(dǎo)通孔連通的上凹槽道，該上凹槽道設(shè)有一個(gè)上凹槽道出口；所述的帶線層導(dǎo)電板設(shè)置在中間層導(dǎo)電板的下部，該帶線層導(dǎo)電板為一導(dǎo)電薄板，疊放于底層導(dǎo)電板與中間層導(dǎo)電板之間，在帶線層導(dǎo)電板內(nèi)設(shè)有與波導(dǎo)通孔、上凹槽道形狀對(duì)應(yīng)的槽孔，在該槽孔內(nèi)設(shè)有傳輸導(dǎo)帶，該傳輸導(dǎo)帶與帶線層導(dǎo)電板之間設(shè)有固定導(dǎo)帶。
所述的底層導(dǎo)電板設(shè)置在帶線層導(dǎo)電板的下部，在底層導(dǎo)電板的上表面內(nèi)設(shè)有與波導(dǎo)通孔對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)盲孔和與上凹槽道對(duì)應(yīng)相同的下凹槽道、下凹槽道出口；所述的頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板和底層導(dǎo)電板由塑料制成，且表面涂覆有導(dǎo)電金屬層。
所述的頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板和底層導(dǎo)電板由金屬材料制成。
在波導(dǎo)通孔的對(duì)應(yīng)處設(shè)有耦合導(dǎo)帶角。
所述的底層導(dǎo)電板的上表面，與中間層導(dǎo)電板的下表面、帶線層導(dǎo)電板的表面涂覆有導(dǎo)電金屬，以便于接收信號(hào)。
在傳輸導(dǎo)帶的彎角處設(shè)有匹配臺(tái)階。
根據(jù)本發(fā)明的頂層導(dǎo)電板上的每個(gè)喇叭孔內(nèi)由下端饋電縫隙通孔分別進(jìn)行饋電。下端饋電縫隙通孔每相鄰四個(gè)形成一組，在下端空腔形導(dǎo)管中合并，并進(jìn)入到底部轉(zhuǎn)換波導(dǎo)孔中。各個(gè)轉(zhuǎn)換波導(dǎo)的信號(hào)通過(guò)傳輸導(dǎo)帶和槽道被彼此連接在一起，使得信號(hào)最終被同相疊加而輸出。
為了保證批量生產(chǎn)性，本發(fā)明天線的頂層、帶線層、中間層和底層導(dǎo)電板均可由塑料制成，且在表面涂覆導(dǎo)電金屬的方法來(lái)制造。但是，為了保證好的電氣性能，本發(fā)明的天線頂層、中間層、帶線層和底層導(dǎo)電板也可由金屬材料精密加工制成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本天線所使用的分層結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)更好的精度，同時(shí)也適合于批量制造，而且重量可以被顯著減輕，易于安裝又輕便，與傳統(tǒng)天線相比，本發(fā)明制造成本顯著降低，而且由于其較小的損耗，因此能夠被用作高功率、高增益天線。


圖1為本實(shí)用新型的主視外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中的頂層導(dǎo)電板1的俯視示意圖。
圖3為圖2中的A-A向剖視示意圖。
圖4為圖1中的頂層導(dǎo)電板1的仰視示意圖。
圖5為圖1中的中間層導(dǎo)電板2的俯視圖。
圖6為圖1中的中間層導(dǎo)電板2的仰視圖。
圖7為圖6中的B-B向剖視示意圖。
圖8為圖6中的D-D向剖視示意圖。
圖9為圖6中的C-C向剖視示意圖。
圖10為圖中的帶線層導(dǎo)電板3的俯視示意圖。
圖11為圖1中的底層導(dǎo)電板4的俯視示意圖。
圖12為圖11中的E-E向剖視示意圖。
圖13為圖11中的F-F向剖視示意圖。
圖14為圖11中的G-G向剖視示意圖。
圖15為圖1的局部放大示意圖。
圖16為本實(shí)用新型的立體示意圖。
圖17為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)分解圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1、圖16、圖17所示一種高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，它包括有頂層導(dǎo)電板1、中間層導(dǎo)電板2、帶線層導(dǎo)電板3、底層導(dǎo)電板4；參見(jiàn)圖2、圖3、圖4所示所述的頂層導(dǎo)電板1的上表面內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)喇叭孔12，在該喇叭孔12內(nèi)底部中間設(shè)有饋電縫隙通孔13，在頂層導(dǎo)電板1的下表面15內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)空腔形導(dǎo)管14，在該空腔形導(dǎo)管14內(nèi)的四角處有與四個(gè)喇叭孔相通的饋電縫隙通孔13；參見(jiàn)圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示所述的中間層導(dǎo)電板2設(shè)置在頂層導(dǎo)電板1的下部，在中間層導(dǎo)電板2的上表面201內(nèi)設(shè)有與頂層導(dǎo)電板下表面15的空腔形導(dǎo)管14相對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)通孔203，在中間層導(dǎo)電板2的下表面202內(nèi)設(shè)有使各波導(dǎo)通孔203連通的上凹槽道204，該上凹槽道204設(shè)有一個(gè)上凹槽道出口205；參見(jiàn)圖10所示所述的帶線層導(dǎo)電板3設(shè)置在中間層導(dǎo)2電板的下部，該帶線層導(dǎo)電板3為一導(dǎo)電薄板，疊放于底層導(dǎo)電板4與中間層導(dǎo)電板2之間，在帶線層導(dǎo)電板3內(nèi)設(shè)有與波導(dǎo)通孔203、上凹槽道204形狀對(duì)應(yīng)的槽孔302，在該槽孔302內(nèi)設(shè)有傳輸導(dǎo)帶301，該傳輸導(dǎo)帶301與帶線層導(dǎo)電板3之間設(shè)有固定導(dǎo)帶304。
參見(jiàn)圖11、圖12、圖13、圖14所示所述的底層導(dǎo)電板4設(shè)置在帶線層導(dǎo)電板3的下部，在底層導(dǎo)電板4的上表面405內(nèi)設(shè)有與波導(dǎo)通孔203對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)盲孔402和與上凹槽道204對(duì)應(yīng)相同的下凹槽道403、下凹槽道出口404；所述的頂層導(dǎo)電板1、中間層導(dǎo)電板2和底層導(dǎo)電板4可由塑料制成，且表面涂覆有導(dǎo)電金屬層。
或所述的頂層導(dǎo)電板1、中間層導(dǎo)電板2和底層導(dǎo)電板4由金屬材料制成。
在波導(dǎo)通孔203的對(duì)應(yīng)處設(shè)有耦合導(dǎo)帶角305(見(jiàn)圖10)。
所述的底層導(dǎo)電板4的上表面405，與中間層導(dǎo)電板2的下表面202、帶線層導(dǎo)電板3的表面涂覆有導(dǎo)電金屬，以便于接收信號(hào)。
在傳輸導(dǎo)帶301的彎角處設(shè)有匹配臺(tái)階303(見(jiàn)圖10)。
根據(jù)本實(shí)用新型的多重結(jié)構(gòu)波導(dǎo)喇叭陣列天線的功能如下文所述。
外部頻率信號(hào)通過(guò)頂層導(dǎo)電板1的喇叭孔12輸入，信號(hào)通過(guò)縫隙13耦合并聚集到空腔形導(dǎo)管14，并被傳遞到中間層導(dǎo)電板2的連接波導(dǎo)通孔203和底層導(dǎo)電板4所構(gòu)成的轉(zhuǎn)換波導(dǎo)盲孔402中。信號(hào)被底層導(dǎo)電板的轉(zhuǎn)換波導(dǎo)盲孔402中的帶線耦合導(dǎo)帶角305接收并傳送至中間層導(dǎo)電板2、底層導(dǎo)電板4、帶線層導(dǎo)電板3所組成的帶線饋電網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行同相疊加輸出。
形成傳播信號(hào)帶線的原理如圖15所示，底層導(dǎo)電板4、中間層導(dǎo)電板2和帶線層導(dǎo)電板3被彼此疊在一起。當(dāng)中間層導(dǎo)電板2的上凹槽道204、底層導(dǎo)電板4的下凹槽道403和帶線層3閉合時(shí)，槽道被形成。與中間導(dǎo)帶301共同形成的帶線傳輸線。同時(shí)如圖10所示，帶線層中利用導(dǎo)帶匹配臺(tái)階303和固定導(dǎo)帶304一方面對(duì)信號(hào)傳輸進(jìn)行阻抗匹配，使信號(hào)能夠高效傳輸，同時(shí)也對(duì)整個(gè)帶線中的金屬中間導(dǎo)帶301進(jìn)行支撐作用，以保證導(dǎo)帶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
如上所述，本發(fā)明天線的帶線傳輸線及轉(zhuǎn)換波導(dǎo)被設(shè)計(jì)成由螺栓16接合在一起的多層堆疊結(jié)構(gòu)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)為，雖然整體天線結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但通過(guò)分層方法能夠容易地制造，而且整體天線的結(jié)構(gòu)較為扁平，與使用介電材料的扁平型天線相比，根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)喇叭陣列天線在帶寬、信號(hào)傳輸效率和增益上都較高。
本發(fā)明天線可用于通訊或廣播。與傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)縫隙天線相比，本發(fā)明天線所使用的分層結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)更好的精度，同時(shí)也適合于批量制造，而且重量可以被顯著減輕，易于安裝又輕便。與傳統(tǒng)天線相比，本實(shí)用新型制造成本顯著降低，而且由于其較小的損耗，因此能夠被用作高功率、高增益天線。
權(quán)利要求1.一種高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于它包括有頂層導(dǎo)電板(1)、中間層導(dǎo)電板(2)、帶線層導(dǎo)電板(3)、底層導(dǎo)電板(4)；所述的頂層導(dǎo)電板(1)的上表面(11)內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)喇叭孔(12)，在該喇叭孔(12)內(nèi)底部中間設(shè)有饋電縫隙通孔(13)，在頂層導(dǎo)電板(1)的下表面(15)內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)空腔形導(dǎo)管(14)，在該空腔形導(dǎo)管(14)內(nèi)的四角處有與四個(gè)喇叭孔相通的饋電縫隙通孔(13)；所述的中間層導(dǎo)電板(2)設(shè)置在頂層導(dǎo)電板(1)的下部，在中間層導(dǎo)電板(2)的上表面(201)內(nèi)設(shè)有與頂層導(dǎo)電板下表面的空腔形導(dǎo)管相對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)通孔(203)，在中間層導(dǎo)電板的下表面(202)內(nèi)設(shè)有使各波導(dǎo)通孔連通的上凹槽道(204)，該上凹槽道設(shè)有一個(gè)上凹槽道出口(205)；所述的帶線層導(dǎo)電板3設(shè)置在中間層導(dǎo)電板(2)的下部，該帶線層導(dǎo)電板(3)為一導(dǎo)電薄板，疊放于底層導(dǎo)電板與中間層導(dǎo)電板之間，在帶線層導(dǎo)電板內(nèi)設(shè)有與波導(dǎo)通孔(203)、上凹槽道(204)形狀對(duì)應(yīng)的槽孔(302)，在該槽孔內(nèi)設(shè)有傳輸導(dǎo)帶(301)，該傳輸導(dǎo)帶(301)與帶線層導(dǎo)電板(3)之間設(shè)有固定導(dǎo)帶(304)；所述的底層導(dǎo)電板(4)設(shè)置在帶線層導(dǎo)電板(3)的下部，在底層導(dǎo)電板的上表面(401)內(nèi)設(shè)有與波導(dǎo)通孔對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)盲孔(402)和與上凹槽道對(duì)應(yīng)相同的下凹槽道(403)、下凹槽道出口(404)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于所述的頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板和底層導(dǎo)電板由塑料制成，且表面涂覆有導(dǎo)電金屬層。
3.如權(quán)利要求1所述的高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于，所述的頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板和底層導(dǎo)電板由金屬材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于，在波導(dǎo)通孔的對(duì)應(yīng)處設(shè)有耦合導(dǎo)帶角(305)。
5.如權(quán)利要求1所述的高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于，所述的底層導(dǎo)電板的上表面，與中間層導(dǎo)電板的下表面、帶線層導(dǎo)電板的表面涂覆有導(dǎo)電金屬。
6.如權(quán)利要求1所述的高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，其特征在于，在傳輸導(dǎo)帶的彎角處設(shè)有匹配臺(tái)階(303)。
專(zhuān)利摘要一種高增益波導(dǎo)喇叭陣列平板天線，它包括有頂層導(dǎo)電板、中間層導(dǎo)電板、帶線層導(dǎo)電板、底層導(dǎo)電板；所述的頂層導(dǎo)電板的上表面內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)喇叭孔，在該喇叭孔內(nèi)底部中間設(shè)有饋電縫隙通孔，在頂層導(dǎo)電板的下表面內(nèi)陣列設(shè)有多個(gè)空腔形導(dǎo)管；所述的中間層導(dǎo)電板設(shè)置在頂層導(dǎo)電板的下部，在中間層導(dǎo)電板的上表面內(nèi)設(shè)有與頂層導(dǎo)電板下表面的空腔形導(dǎo)管相對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)通孔；所述的帶線層導(dǎo)電板設(shè)置在中間層導(dǎo)電板的下部，該帶線層導(dǎo)電板為一導(dǎo)電薄板，疊放于底層導(dǎo)電板與中間層導(dǎo)電板之間；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是分層結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)更好的精度，適合于批量制造，重量被顯著減輕，易于安裝又輕便，制造成本顯著降低，損耗小，能夠被用作高功率、高增益天線。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK2809918SQ20052011043
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者王家齊 申請(qǐng)人:北京海域天華通訊設(shè)備有限公司