一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，包括輻射模塊、諧振腔模塊、耦合模塊和饋電網(wǎng)絡(luò)模塊并依次設(shè)置，在所述的輻射模塊上設(shè)置有介質(zhì)透鏡模塊，所述介質(zhì)透鏡模塊包括多個介質(zhì)透鏡單元，所述介質(zhì)透鏡單元按照矩陣的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊上；所述的輻射模塊包括多個輻射單元，每個輻射單元中包括異形輻射器和輻射縫，所述異形輻射器包括圓臺結(jié)構(gòu)和弧形面結(jié)構(gòu)，所述圓臺結(jié)構(gòu)包括底面和側(cè)壁，所述圓弧面放置在圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)并與圓臺底面相切，所述圓弧面對應(yīng)圓的半徑為圓臺底面半徑的三倍，整個平板天線的結(jié)構(gòu)緊湊、剖面低、增益高，實現(xiàn)了現(xiàn)有衛(wèi)星平板天線高效率、帶寬大、小尺寸的技術(shù)要求，提高了其效率。
【專利說明】
一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，屬于通信平板天線的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]平板天線具有重量輕、體積小、占用空間少、風阻小、效率高等優(yōu)勢，平板天線相對于拋物面天線等其它形式的天線來說具有較高的效率，增益較高，體積小，但目前平板天線的效率在75 %?80 %之間，從技術(shù)模塊面較難突破效率80 %，以實現(xiàn)更高的效率?，F(xiàn)有的平板天線結(jié)構(gòu)多樣，但多數(shù)僅滿足近距離通信的技術(shù)條件，而且也不利于組陣以實現(xiàn)更高的增益。例如，中國專利CN 101483271公開了一種平板天線，包含:一介質(zhì)模塊、一福射金屬模塊及一接地金屬模塊。該介質(zhì)模塊由絕緣材料制成，具有一上表面、一下表面及一貫孔。該輻射金屬模塊被覆于該介質(zhì)模塊的上表面，具有一第一片體、一與該貫孔對應(yīng)的第一穿孔，以及一由該第一片體的第一穿孔周緣往該貫孔內(nèi)延伸的第一凸伸部。該接地金屬模塊被覆于該介質(zhì)模塊的下表面，具有一第二片體、一與該貫孔對應(yīng)的第二穿孔，以及一由該第二片體的第二穿孔周緣往該貫孔內(nèi)延伸的第二凸伸部，并且該第一凸伸部與該第二凸伸部在該貫孔內(nèi)相接觸，使該輻射金屬模塊與該接地金屬模塊形成電連接。該專利中所述的平板天線雖然增益較高，加工設(shè)計簡單，但是帶寬較窄，使用微波介質(zhì)板效率低。該專利所述的平板天線體積小、帶寬大，而且其自身增益僅滿足近距離的通信需求，對于遠距離通信增益還是不夠;而且該專利也不利于組陣以實現(xiàn)更高的增益。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導致的上述多項缺陷。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供以下的技術(shù)方案:一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，包括輻射模塊、諧振腔模塊、耦合模塊和饋電網(wǎng)絡(luò)模塊并依次設(shè)置，所述輻射模塊包括輻射器和輻射縫，輻射縫在輻射模塊的底部，所述諧振腔模塊包括諧振腔腔體和偶合孔，所述偶合孔位于諧振腔底部，所述耦合模塊包括偶合孔和饋電口并與諧振腔模塊通過偶合孔相對應(yīng)，所述饋電網(wǎng)絡(luò)模塊與耦合模塊通過饋電口相對應(yīng)，在所述的輻射模塊上設(shè)置有介質(zhì)透鏡模塊，所述介質(zhì)透鏡模塊包括多個介質(zhì)透鏡單元，所述介質(zhì)透鏡單元按照矩陣的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊上;所述輻射器采用異形輻射器，每個介質(zhì)透鏡單元可對應(yīng)多個異形輻射器;所述的輻射模塊包括多個輻射單元，每個輻射單元中包括異形輻射器和輻射縫，所述異形輻射器包括圓臺結(jié)構(gòu)和弧形面結(jié)構(gòu)，所述圓臺結(jié)構(gòu)包括底面和側(cè)壁，所述圓弧面放置在圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)并與圓臺底面相切，所述圓弧面對應(yīng)圓的半徑為圓臺底面半徑的三倍。
[0005]優(yōu)選的，所述活動式連接為承插式，于每一個模塊的上端面設(shè)有插槽，于每一個模塊的下端面設(shè)有插銷，所述插銷和插槽相匹配。
[0006]優(yōu)選的，所述插銷與模塊的下端面通過螺紋連接固定。
[0007]優(yōu)選的，所述介質(zhì)透鏡模塊包括8個介質(zhì)透鏡單元，所述介質(zhì)透鏡單元按照2行X4列的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊上。
[0008]優(yōu)選的，所述輻射模塊包括16個輻射單元并按照4X4的方式排列在輻射模塊上；每個介質(zhì)透鏡單元可對應(yīng)2個異形輻射器。
[0009]優(yōu)選的，所述介質(zhì)透鏡模塊的介電常數(shù)為2.60-2.74。
[0010]優(yōu)選的，所述諧振腔模塊包括四個諧振腔單元并按照2X 2的方式排列，所述每個諧振腔單元都包括諧振腔腔體和偶合孔。
[0011 ]優(yōu)選的，所述耦合模塊包括四個耦合單元并按照2 X 2的方式排列，所述每個耦合單元都包括偶合孔。
[0012]優(yōu)選的，所述饋電網(wǎng)絡(luò)模塊包括功分器、臺階、饋電波導和饋電口，所述饋電波導設(shè)于饋電口處并與功分器相通，所述功分器設(shè)有四個功分出口，而每個功分出口與偶合孔對應(yīng)。
[0013]采用以上技術(shù)方案的有益效果是:本實用新型所述的平板天線采用純金屬結(jié)構(gòu)組成，輻射模塊包括結(jié)構(gòu)新穎的異形輻射器:通過半波長的輻射縫將諧振腔和異形輻射器耦合在一起，電磁波由異形輻射器向空間輻射，異形輻射器是由雙曲面切割圓錐桶形成，使電磁波沿異形輻射器的雙曲面結(jié)構(gòu)部分等幅同相的輻射出去，并且所述異形輻射器的雙曲面結(jié)構(gòu)部分也能減弱相鄰異形輻射器的相互電磁干擾。同時在本實用新型所述輻射模塊上設(shè)置有介質(zhì)透鏡模塊，使電磁波最終經(jīng)介質(zhì)透鏡模塊輻射出去，通過介質(zhì)透鏡增加了輻射的效率和增益。本實用新型打破現(xiàn)有平板天線設(shè)計結(jié)構(gòu)的思維模式，經(jīng)過的實驗仿真設(shè)計出本實用新型獨特結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星平板天線，使整個平板天線的結(jié)構(gòu)緊湊、剖面低、增益高，實現(xiàn)了現(xiàn)有衛(wèi)星平板天線高效率、帶寬大、小尺寸的技術(shù)要求，提高了其效率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型所述平板天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型的輻射模塊的俯視圖；
[0016]圖3是本實用新型的諧振腔模塊的俯視圖；
[0017]圖4是本實用新型的耦合模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是本實用新型的饋電模塊的俯視圖；
[0019]圖6是本實用新型中單個異形輻射器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]1、介質(zhì)透鏡模塊，2、輻射模塊，3、諧振腔模塊，4、耦合模塊，5、饋電網(wǎng)絡(luò)模塊，6、介質(zhì)透鏡單元，7、異形輻射器，8、輻射縫，9、諧振腔，10、偶合孔，11、功分器，12、臺階，13、饋電波導，14、饋電口，71、圓臺結(jié)構(gòu)，72、弧形面結(jié)構(gòu)，711、底面，712、側(cè)壁，15、插銷，16、插槽。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線作進一步說明。
[0022]如圖1、6所示，一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，包括輻射模塊2、諧振腔模塊
3、耦合模塊4和饋電網(wǎng)絡(luò)模塊5并依次設(shè)置，所述輻射模塊2包括輻射器和輻射縫8，輻射縫8在輻射模塊2的底部，所述諧振腔模塊3包括諧振腔腔體和偶合孔10，所述偶合孔10位于諧振腔底部，所述耦合模塊4包括偶合孔10和饋電口 14并與諧振腔模塊3通過偶合孔10相對應(yīng)，所述饋電網(wǎng)絡(luò)模塊5與耦合模塊4通過饋電口 14相對應(yīng)，在所述的輻射模塊2上設(shè)置有介質(zhì)透鏡模塊I，所述介質(zhì)透鏡模塊I包括多個介質(zhì)透鏡單元6，所述介質(zhì)透鏡單元6按照矩陣的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊I上;所述輻射器采用異形輻射器，每個介質(zhì)透鏡單元可對應(yīng)多個異形輻射器;所述的輻射模塊2包括多個輻射單元，每個輻射單元中包括異形輻射器7和輻射縫8，所述異形輻射器包括圓臺結(jié)構(gòu)71和弧形面結(jié)構(gòu)72，所述圓臺結(jié)構(gòu)71包括底面711和側(cè)壁712，所述圓弧面放置在圓臺結(jié)構(gòu)71內(nèi)并與圓臺底面711相切，所述圓弧面結(jié)構(gòu)71對應(yīng)圓的半徑為圓臺底面711半徑的三倍。
[0023]在本實施例中，所述活動式連接為承插式，于每一個模塊層的上端面設(shè)有插槽16，于每一個模塊層的下端面設(shè)有插銷15，所述插銷15和插槽16相匹配，而且所述插銷15與模塊層的下端面通過螺紋連接固定;每個模塊相對獨立，這樣也方便其拆卸與修理。在最下層的平板可以通過螺紋將插銷15卸掉。
[0024]其中介質(zhì)透鏡模塊包括8個介質(zhì)透鏡單元6，所述介質(zhì)透鏡單元6按照4行X2列的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊I上;而所述介質(zhì)透鏡模塊的介電常數(shù)為2.65。
[0025]如圖2示出的，所述輻射模塊包括16個輻射單元并按照4X 4的方式排列在輻射模塊上;每個介質(zhì)透鏡單元可對應(yīng)2個異形輻射器。
[0026]如圖3示出的，所述諧振腔模塊包括四個諧振腔單元并按照2X 2的方式排列，所述每個諧振腔單元都包括諧振腔腔體和偶合孔。
[0027]如圖4示出的，所述耦合模塊包括四個耦合單元并按照2X2的方式排列，所述每個親合單元都包括偶合孔。
[0028]如圖5示出的，所述饋電網(wǎng)絡(luò)模塊包括功分器、臺階、饋電波導和饋電口，所述饋電波導設(shè)于饋電口處并與功分器相通，所述功分器設(shè)有四個功分出口，而每個功分出口與偶合孔對應(yīng)。
[0029]基上所述，本實用新型所述的平板天線采用純金屬結(jié)構(gòu)組成，輻射模塊包括結(jié)構(gòu)新穎的異形輻射器:通過半波長的輻射縫將諧振腔和異形輻射器耦合在一起，電磁波由異形輻射器向空間輻射，異形輻射器是由圓臺結(jié)構(gòu)和弧形面結(jié)構(gòu)組成，使電磁波沿異形輻射器的弧形面結(jié)構(gòu)等幅同相的輻射出去，并且所述異形輻射器的弧形面結(jié)構(gòu)部分也能減弱相鄰異形輻射器的相互電磁干擾。同時在本實用新型所述輻射模塊上設(shè)置有介質(zhì)透鏡模塊I，使電磁波最終經(jīng)介質(zhì)透鏡模塊I輻射出去，通過介質(zhì)透鏡增加了輻射的效率和增益。本實用新型打破現(xiàn)有平板天線設(shè)計結(jié)構(gòu)的思維模式，經(jīng)過的實驗仿真設(shè)計出本實用新型獨特結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星平板天線，使整個平板天線的結(jié)構(gòu)緊湊、剖面低、增益高，實現(xiàn)了現(xiàn)有衛(wèi)星平板天線高效率、帶寬大、小尺寸的技術(shù)要求，提高了其效率。
[0030]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，包括輻射模塊、諧振腔模塊、耦合模塊和饋電網(wǎng)絡(luò)模塊并依次設(shè)置，所述輻射模塊包括輻射器和輻射縫，輻射縫在輻射模塊的底部，所述諧振腔模塊包括諧振腔腔體和偶合孔，所述偶合孔位于諧振腔底部，所述耦合模塊包括偶合孔和饋電口并與諧振腔模塊通過偶合孔相對應(yīng)，所述饋電網(wǎng)絡(luò)模塊與耦合模塊通過饋電口相對應(yīng)，其特征在于:所述每個模塊都為平板狀并通過活動式連接，在所述的輻射模塊上設(shè)置有介質(zhì)透鏡模塊，所述介質(zhì)透鏡模塊包括多個介質(zhì)透鏡單元，所述介質(zhì)透鏡單元按照矩陣的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊上;所述輻射器采用異形輻射器，每個介質(zhì)透鏡單元可對應(yīng)多個異形福射器； 所述的輻射模塊包括多個輻射單元，每個輻射單元中包括異形輻射器和輻射縫，所述異形輻射器包括圓臺結(jié)構(gòu)和弧形面結(jié)構(gòu)，所述圓臺結(jié)構(gòu)包括底面和側(cè)壁，所述弧形面放置在圓臺結(jié)構(gòu)內(nèi)并與圓臺底面相切，所述弧形面對應(yīng)圓的半徑為圓臺底面半徑的三倍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述活動式連接為承插式，于每一個模塊的上端面設(shè)有插槽，于每一個模塊的下端面設(shè)有插銷，所述插銷和插槽相匹配。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述插銷與模塊的下端面通過螺紋連接固定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述介質(zhì)透鏡模塊包括8個介質(zhì)透鏡單元，所述介質(zhì)透鏡單元按照2行X 4列的方式排列在介質(zhì)透鏡模塊上。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述輻射模塊包括16個輻射單元并按照4 X 4的方式排列在輻射模塊上;每個介質(zhì)透鏡單元可對應(yīng)2個異形輻射器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述介質(zhì)透鏡模塊的介電常數(shù)為2.60-2.74。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述諧振腔模塊包括四個諧振腔單元并按照2 X 2的方式排列，所述每個諧振腔單元都包括諧振腔腔體和偶合孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于:所述耦合模塊包括四個耦合單元并按照2 X 2的方式排列，所述每個耦合單元都包括偶合孔。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶異形輻射器介質(zhì)透鏡陣列天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)模塊包括功分器、臺階、饋電波導和饋電口，所述饋電波導設(shè)于饋電口處并與功分器相通，所述功分器設(shè)有四個功分出口，而每個功分出口與偶合孔對應(yīng)。
【文檔編號】H01Q21/06GK205565001SQ201620228214
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】徐之敬, 唐文成, 薛麗麗
【申請人】海中信（北京）衛(wèi)星通信股份公司