模塊化饋電網(wǎng)絡的制作方法
【專利摘要】一種模塊化饋電網(wǎng)絡，其設置有區(qū)段基底，所述區(qū)段基底設置有饋電縫隙、在每個拐角處的拐角腔體和在兩個相對側(cè)的每一個的中間部分處的抽頭腔體。區(qū)段頂部設置有多個輸出端口。所述區(qū)段頂部的尺寸被設計為放置于區(qū)段基底之上以形成區(qū)段對。所述區(qū)段基底在區(qū)段基底的腔體之間設置有多個波導。在放置于縫隙和/或腔體中的饋電、旁路和/或功率分配器抽頭的范圍內(nèi)，模塊化饋電網(wǎng)絡為可配置的，從而通過在一個或多個區(qū)段頂部上選路而形成可變數(shù)目的輸出端口的波導網(wǎng)絡。例如，模塊化饋電網(wǎng)絡可以包括1、4或16個保持為邊對邊的區(qū)段基底。
【專利說明】模塊化饋電網(wǎng)絡
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請為由Alexander P.Thomson、Claudio Biancotto 和 Christopher D.Hills在2011年11月16日提交的標題為“Flat Panel Array Antenna”的共有共同未決美國發(fā)明專利申請序列號13/297,304的部分延續(xù)申請，該申請的全部內(nèi)容通過引用納入本文。
【技術(shù)領域】
[0003]本發(fā)明涉及一種微波天線。更具體而言，本發(fā)明提供了一種利用腔體耦合的平板陣列天線，以便簡化協(xié)同饋電網(wǎng)絡需求。
【背景技術(shù)】
[0004]平板陣列天線技術(shù)還沒有廣泛應用于許可的商業(yè)微波點到點或者點到多點的市場，其中與有效的頻譜管理一致的更嚴格的電磁輻射包絡特性是常見的。從傳統(tǒng)的反射器天線結(jié)構(gòu)(比如主焦點饋電的軸對稱幾何結(jié)構(gòu))得到的天線解決方案以相對低的成本提供了較高水平的天線方向性和增益。然而，反射器碟和相關(guān)聯(lián)的饋電的伸展結(jié)構(gòu)可能要求顯著地增強支撐結(jié)構(gòu)來抵擋風負荷，這可能提增加整體成本。此外，反射器天線組件和要求的支撐結(jié)構(gòu)的增加的尺寸可被視為視覺破壞。
[0005]陣列天線通常利用印刷電路技術(shù)或者波導技術(shù)。與自由空間接口的陣列的部件被稱為元件，通常分別利用微帶線幾何結(jié)構(gòu)(比如貼片、偶極子或者槽)或者波導部件(比如喇叭或者槽)。各個元件通過饋電網(wǎng)絡相互連接，使得產(chǎn)生的天線的電磁輻射特性符合想要的特性，比如天線束指向方向、方向性以及旁瓣分布。
[0006]例如，平板陣列可以利用在諧振或行波配置中的波導或者印刷槽陣列形成。諧振結(jié)構(gòu)通常不能實現(xiàn)在陸地點到點市場區(qū)段使用的帶寬上要求的電磁特性，同時行波陣列通常提供隨著頻率以角位置移動的主波束輻射圖。由于陸地點到點通信一般利用所使用的頻帶的不同部分上的間隔的去/回通道來工作，因此主波束相對于頻率的移動可以防止兩個通道的鏈接同時有效對齊。
[0007]協(xié)同饋電波導或者槽元件可以使固定的波束天線顯示出適合的特性。但是，它可能必須選擇一般小于一個波長的元件間隔，以避免不滿足調(diào)整需求并且減損天線的效率的、被稱為柵瓣的次級波束的產(chǎn)生。該緊密的元件間隔可能與饋電網(wǎng)絡的尺寸相抵觸。例如，為了適應阻抗匹配和/或相位均衡，需要大的元件間隔來提供足夠的體積以不僅容納饋電網(wǎng)絡，也提供足夠的材料以用于在相鄰的傳輸線之間接觸的電壁和機械壁(由此隔離相鄰的線并防止不想要的行間耦合/串擾)。
[0008]天線陣列的元件的特征可在于陣列尺寸，比如2N x2M元件陣列，其中N和M為整數(shù)。在典型的NxM的協(xié)同饋電陣列中，可以需要(NxM)-1個T型功率分配器，連同NxM個饋電彎曲部和多個NxM個階梯式轉(zhuǎn)換，以提供可接受的VSWR性能。由此，饋電網(wǎng)絡要求可能是空間高效的協(xié)同饋電平板陣列的限制因素。
[0009]因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)中的限制的裝置，并且由此呈現(xiàn)一種使得這種平板天線能夠提供接近在用于典型的微波通信鏈路的操作波段上滿足最嚴格的電氣規(guī)格的大得多的傳統(tǒng)反射器天線的電氣性能的方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]并入并且構(gòu)成該說明書的一部分的所附附圖顯示了本發(fā)明的實施方案，其中在附圖中相同的附圖標記指示相同的特征或者元件，并且可以不針對它們所出現(xiàn)的每個附圖進行具體描述，并且所附附圖連同以上給出的本發(fā)明的一般描述，以及以下給出的實施方案的具體描述，用于說明本發(fā)明的原理。
[0011]圖1為示例性平板天線的示意性的等角前視圖。
[0012]圖2為圖1的平板天線的示意性的等角后視圖。
[0013]圖3為圖1的天線的示意性的等距分解圖。
[0014]圖4為圖2的天線的示意性的等距分解圖。
[0015]圖5為圖3的中間層的第二側(cè)的近視圖。
[0016]圖6為圖3的中間層的第一側(cè)的近視圖。
[0017]圖7為圖3的輸出層的第二側(cè)的近視圖。
[0018]圖8為圖3的輸出層的第一側(cè)的近視圖。
[0019]圖9為平板天線的可選的波導網(wǎng)絡實施方案的示意性的等角前視圖。
[0020]圖10為圖9的平板天線的示意性的等角后視圖。
[0021]圖11為示例性區(qū)段基底的第一側(cè)的示意性俯視圖。
[0022]圖12為圖11的區(qū)段基底的示意性等距視圖，其中具有位于饋電縫隙中的饋電抽頭。
[0023]圖13為利用單個區(qū)段對的平板天線的分解角度俯視等距視圖。
[0024]圖14為圖13的平板天線的分解等角底部視圖。
[0025]圖15為饋電功率分配器抽頭的示意性等距視圖。
[0026]圖16為中心功率分配器抽頭的示意性等距視圖。
[0027]圖17為外圍功率分配器抽頭的示意性等距視圖。
[0028]圖18為饋電抽頭的示意性等距視圖。
[0029]圖19為外圍饋電抽頭的示意性等距視圖。
[0030]圖20為旁路抽頭的示意性等距視圖。
[0031]圖21是2x2的模塊化區(qū)段的示意性等距視圖，其中為清晰起見移除了區(qū)段頂部和
一半功率分配器。
[0032]圖22是4x4的模塊化區(qū)段的示意性等距視圖，其中為清晰起見移除了區(qū)段頂部和一半功率分配器。
【具體實施方式】
[0033]發(fā)明人已開發(fā)了利用設置在堆疊層中的協(xié)同波導網(wǎng)絡和腔體耦合器的平板天線。每個腔體耦合器的低損耗4路耦合大大地簡化了對協(xié)同波導網(wǎng)絡的要求，能夠產(chǎn)生更高的饋電喇叭密度以提高電氣性能。分層的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)成本高效的精確的大量生產(chǎn)。
[0034]如圖1-8所示，平板陣列天線I的第一實施方案由若干層形成，每一層具有組合以形成饋電喇叭陣列4和RF路徑的表面輪廓和縫隙，當層堆疊在彼此之上時，RF路徑包括一系列封閉的耦合腔體和相互連接的波導。
[0035]RF路徑包括將輸入饋電10耦合到多個主耦合腔體15的波導網(wǎng)絡5。主耦合腔體15中的每一個設置有四個輸出端口 20，輸出端口 20中的每一個耦合到喇叭輻射器25。
[0036]輸入饋電10如圖所示通常位于輸入層35的第一側(cè)30上的中心，例如以使得微波收發(fā)器能夠緊湊安裝到其上(利用可與傳統(tǒng)的反射器天線所使用天線安裝特征的進行交換的天線安裝特征(未示出))。替代地，輸入饋電10可位于層側(cè)壁40處，在輸入層35和第一中間層45之間，例如使得天線能夠與收發(fā)器結(jié)構(gòu)并排，其中所產(chǎn)生的平板天線組件的深度被最小化。
[0037]正如圖3、4和6所示，波導網(wǎng)絡5如圖所示設置在輸入層35的第二側(cè)50上以及第一中間層45的第一側(cè)30上。波導網(wǎng)絡5將去往和來自輸入饋電10的RF信號分配到設置在第一中間層45的第二側(cè)50上的多個主耦合腔體15。波導網(wǎng)絡5的尺寸可以設計成提供到每個主耦合腔體55的同等長度的電路徑，以確保共同的相位和幅度。T型功率分配器55可以應用于反復劃分輸入饋電10以選路至主耦合腔體15中的每一個。波導網(wǎng)絡的波導側(cè)壁60還可以設置有用于阻抗匹配、濾波器和/或衰減的表面特征65。
[0038]波導網(wǎng)絡5可以設置有矩形波導橫截面，其中矩形橫截面的長軸垂直于輸入層35的表面平面(見圖6)。替代地，波導網(wǎng)絡5可以構(gòu)造為使得矩形橫截面的長軸平行于輸入層35的表面平面。在輸入層35和第一中間層45之間的接縫70可施加在波導橫截面的中點處，例如圖6中所示。由此，出現(xiàn)在層接合處的任何泄露和/或任何尺寸缺陷會位于波導橫截面的信號強度被降低或最小化的區(qū)域處。此外，對通過注塑模分離的層制造的任何側(cè)壁制定要求可以被降低或最小化，因為在層的任一側(cè)中形成的特征的深度被減半。替代地，波導網(wǎng)絡5可以在輸入層35的第二側(cè)50上或者在第一中間層45的第一側(cè)30上形成，其中波導特征在一側(cè)或另一側(cè)中的全波導橫截面深度處，并且相對的側(cè)起到頂部側(cè)壁或者底部側(cè)壁的作用，當層彼此疊置時閉合波導網(wǎng)絡5 (見圖9和圖10)。
[0039]主耦合腔體15的每一個通過到波導網(wǎng)絡5的連接進行饋電，主耦合腔體提供到四個輸出端口 20的-6B的耦合。主耦合腔體15具有矩形結(jié)構(gòu)，其具有波導網(wǎng)絡連接以及在相對側(cè)上的四個輸出端口 20。輸出端口 20設置在輸出層75的第一側(cè)30上，輸出端口 20的每一個與喇叭輻射器25中的其中一個進行通信，喇叭輻射器25設置為在輸出層75的第二側(cè)50上的喇叭輻射器25的陣列。例如圖5所示，主耦合腔體15的側(cè)壁80和/或輸出層75的第一側(cè)30可以設置有調(diào)諧特征85，比如突出進入主耦合腔體15中的隔壁90或者形成凹處的凹槽95，以平衡在波導網(wǎng)絡5和每個主耦合腔體15的輸出端口 20之間的傳輸。調(diào)諧特征85可以設置成在相對表面上彼此對稱和/或在輸出端口 20之間呈等距間隔。
[0040]為了平衡在每一個輸出端口 20之間的耦合，輸出端口 20中的每一可以構(gòu)造為平行于矩形腔以及輸入波導的長維度行進的矩形槽。相似地，輸出端口 20的短維度可以平行于腔的短維度對齊，腔的短維度平行于輸入波導的短維度。
[0041]當利用在0.75和0.95個波長之間的陣列元件間隔來提供可接受的陣列方向性，并且在元件之間具有充分的界定結(jié)構(gòu)時，腔體長寬比例如可以為1.5:1。
[0042]示例性腔體的尺寸可以設計為:
[0043]深度小于0.2個波長，[0044]寬度接近于η X波長，以及
[0045]長度接近于η χ3/2波長。
[0046]在輸出層75的第二側(cè)50上的喇叭輻射器25的陣列提高了方向性(增益)，增益隨著元件縫隙增加，直到元件縫隙增加超過一個波長并且開始引入柵瓣。本領域技術(shù)人員應當理解，由于喇叭輻射器20中的每一個都同相地單獨耦合至輸入饋電10，因此已經(jīng)消除了通常應用于遵從常見的饋電波導槽結(jié)構(gòu)中的傳播峰的現(xiàn)有的低密度1/2波長輸出槽間隔，從而允許更近的喇叭輻射器20間隔并且因此有更高的總體天線增益。
[0047]由于設置了具有共同相位和幅度的小喇叭輻射器20的陣列，在傳統(tǒng)的單個大喇叭結(jié)構(gòu)中觀察到的幅度和相位的削減已經(jīng)被消除，單個大喇叭結(jié)構(gòu)可能要求采用極深的喇叭或者反射器天線結(jié)構(gòu)。
[0048]本領域技術(shù)人員應當理解，耦合腔體的簡化的幾何結(jié)構(gòu)和波導網(wǎng)絡要求的相應減小能夠大大簡化所要求的層表面特征，其降低了整體的制造復雜度。例如，輸入層35、第一中間層45、第二中間層(如果存在)、以及輸出層75通過注塑和/或壓鑄工藝可以大量地以高精度成本高效地形成。當利用聚合物材料的注塑被用于形成層時，可以應用傳導表面。
[0049]盡管耦合腔體和波導被描述為矩形的，但為了易于匹配和/或模分離，在電氣性能和制造效率之間的權(quán)衡中，拐角可以是輻射狀的和/或是圓形的。
[0050]隨著頻率升高，波長降低。因此，當想要的操作頻率增加時，在協(xié)同波導網(wǎng)絡內(nèi)的物理特征(比如階梯、漸縮和T型功率分配器)變得更小并且更難制作。由于耦合腔體的使用簡化了波導網(wǎng)絡要求，本領域技術(shù)人員應當理解，通過本平板天線能夠產(chǎn)生更高的操作頻率，例如高至26GHz，在26GHz之上所要求的尺寸分辨率/特征精度可以使制作具有可接受的容差和抑制的成本。
[0051]為了進一步促進成本高效和/或高精度制造，可以利用一個或多個模塊化區(qū)段形成用于多個不同平板天線結(jié)構(gòu)的輸入層35和在其上的波導網(wǎng)絡5。大體為矩形(比如正方形)的區(qū)段基底103(例如，在圖11-14中所示)具有饋電縫隙107和波導網(wǎng)絡5。除了饋電縫隙107、區(qū)段基底103可以在每個拐角設置有拐角腔體109，并且在兩個相對側(cè)的每一個的中間部分設置有抽頭腔體111。多個額外的波導路徑設置在第一側(cè)30上用于相互連接的多個區(qū)段基底103，以便形成耦合到設置在臨近區(qū)段基底103的相應的區(qū)段頂部121上的大量輸出端口 20的波導網(wǎng)絡。額外的波導路徑包括在饋電縫隙107和抽頭腔體111之間的中心波導115、在彼此相鄰的每個拐角腔體109之間的外圍波導、和在饋電縫隙107和設置在區(qū)段頂部121上的輸出端口 20之間的饋電波導119，區(qū)段頂部121的尺寸設計為位于區(qū)段基底103的第一側(cè)30之上以形成區(qū)段對122。
[0052]區(qū)段頂部121可以設置有波導網(wǎng)絡5的鏡像，區(qū)段頂部121提供區(qū)段基底103的中心波導115、外圍波導117和饋電波導119中的每一個的另一半?？蛇x地，區(qū)段頂部121可以設置為提供波導網(wǎng)絡5的頂部側(cè)壁的平面。區(qū)段頂部121可以進一步設置作為平板天線結(jié)構(gòu)的附加層之一，比如平板陣列天線I的第一中間層45或輸出層75。其中區(qū)段頂部121為平板天線I的附加層之一，單個層可以提供多個區(qū)段基底103的組合的區(qū)段頂部。
[0053]不同的饋電、功率分配器以及旁路抽頭的范圍(例如，如圖15-20中所示)可以位于饋電縫隙107內(nèi)和/或通過臨近的拐角或抽頭腔體109、111形成的縫隙內(nèi)以便生成波導網(wǎng)絡5，波導網(wǎng)絡5沿著經(jīng)過波導網(wǎng)絡5的通常等距的路徑來鏈接所選擇的饋電抽頭123的輸入饋電10與每個輸出端口 20，以便在每個輸出端口 20所最終耦合到的每個(例如)喇叭輻射器25處提供一致的相位和信號水平。為了簡化制造要求，饋電、功率以及/或者旁路抽頭可以以兩部分的形式形成，例如，通過機械加工、壓鑄和/或注塑。
[0054]在小型波導網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，例如如圖13和14所示，尺寸設計為將輸入饋電10耦合到饋電波導119的饋電抽頭123被插入到饋電縫隙107中。因此，輸入饋電10耦合到區(qū)段頂部的十六個輸出端口 20，并由此耦合到設置在示例性輸出層75上的相應的喇叭輻射器陣列25。
[0055]可選地，區(qū)段對122可以設置為邊對邊，例如如圖21所示，在利用四個區(qū)段對122的2x2模塊化區(qū)段實施方案中。在2x2模塊化區(qū)段127中，在2x2模塊化區(qū)段127的中心處的每個區(qū)段對122的拐角腔體109組合以形成2x2饋電縫隙129，并且彼此鄰近的每個區(qū)段對122的抽頭腔體111 一起形成2x2功率分配器腔體131。外圍饋電抽頭130插入到2x2饋電縫隙129中，其設置有通過其間的至少一個外圍波導117而耦合到中心功率分配器抽頭135的輸入饋電10，中心功率分配器抽頭135設置在每個2x2功率分配器腔體131中。中心功率分配器抽頭135通過其間的中心波導115耦合到饋電功率分配器抽頭133，饋電功率分配器抽頭133設置在每個區(qū)段對122的每個饋電縫隙107中。饋電功率分配器抽頭133通過饋電波導119耦合到每個區(qū)段對122的輸出端口 20。因此，在輸入饋電10處提供的信號被分配到相應的區(qū)段抽頭121的組合的六十四個輸出端口 20中的每一個。
[0056]可以利用區(qū)段對122形成甚至更大的波導網(wǎng)絡5，例如，通過將十六個區(qū)段對122互相連接為邊對邊矩陣，從而形成大體為平面的4x4模塊化區(qū)段，例如如圖22所示。將連同將四個如上所述的2x2模塊化區(qū)段127分組一起，來描述4x4模塊化區(qū)段137的細節(jié)以及形成4x4模塊化區(qū)段137的波導網(wǎng)絡5的相互連接的細節(jié)。區(qū)段對122的大體上平面的4x4矩陣具有4x4饋電縫隙139，4x4饋電縫隙139由在4x4模塊化區(qū)段137的中心處的區(qū)段對122的組合的拐角腔體109進行限定。臨近4x4模塊化區(qū)段137的中心的區(qū)段對122的抽頭腔體111組合以形成旁路腔體141，并且臨近旁路腔體141且與4x4饋電縫隙139成一線的區(qū)段對122的拐角腔體109形成4x4功率分配器腔體143。
[0057]具有輸入饋電10的外圍饋電抽頭130位于4x4饋電縫隙139之內(nèi)。外圍饋電抽頭130通過其間的至少一個外圍波導117耦合到設置在每個旁路腔體141中的旁路抽頭145 (參見圖20)。外圍功率分配器抽頭151位于每個4x4功率分配器腔體143中；外圍功率分配器抽頭151通過其間的至少一個外圍波導117耦合到各自的旁路抽頭145。
[0058]在每個2x2模塊化區(qū)段127的中心處的每個區(qū)段對122的拐角腔體109組合以形成2x2饋電縫隙129，并且在每個2x2模塊化區(qū)段127中彼此鄰近的每個區(qū)段對122的抽頭腔體111 一起形成2x2功率分配器腔體131。
[0059]另一個外圍功率分配器抽頭151設置在每個2x2饋電縫隙129中，通過其間的外圍波導117與4x4功率分配器腔體143的外圍功率分配器抽頭151耦合。2x2饋電縫隙129的外圍功率分配器抽頭151通過其間的至少一個外圍波導117而耦合到位于2x2功率分配器腔體中的中心功率分配器抽頭135。中心功率分配器抽頭135各自分別通過其間的中心波導115耦合到設置在每個2x2功率分配器腔體131中的饋電功率分配器抽頭133。饋電功率分配器抽頭133通過其間的饋電波導119耦合到每個區(qū)段對122的輸出端口 20。因此，在輸入饋電10提供的信號被分配到相應的區(qū)段抽頭121的組合的256個輸出端口 20中的每一個。
[0060]可以通過沿著區(qū)段對122的外圍設置保留特征153，來簡化區(qū)段對122彼此(和/或與相鄰設備、和/或與附加層)的精確對準和/或機械地相互連接。例如如圖11和12所示，保留特征153可以設置作為互補的突出部155和槽157，其能夠彼此和/或與設置在周圍元件(比如框架和/或天線罩)中的相應的突出部和槽咬合在一起地相互連接。
[0061]本領域技術(shù)人員將意識到，選擇饋電、功率分配器和/或旁路抽頭以沿著每個具有相同的可用波導通道陣列的區(qū)段對122相互連接波導路徑，使得能夠在饋電縫隙107和每個輸出端口 20之間生成具有大體上相等長度的波導路徑。因此，可以避免由輸入信號到每個輸出端口 20的劃分而產(chǎn)生的相位和/或信號強度誤差。
[0062]區(qū)段對122的使用可以顯著簡化平板天線I的制造要求。例如可以通過機械加工、壓鑄和/或注塑而形成區(qū)段基底103和區(qū)段抽頭121。聚合物材料機械加工的和/或注塑的區(qū)段基底103和/或區(qū)段抽頭121可以被金屬化或金屬涂覆。
[0063]本領域技術(shù)人員應當意識到，通用區(qū)段基底103和/或區(qū)段抽頭121的制造可以降低對一系列平板天線的重復工具加工和質(zhì)量控制的要求。在應用機械加工的情況下，可以通過較小塊的庫存材料形成區(qū)段對122，降低材料成本和使機械加工工具能夠有更小的所需運動范圍。在應用通過壓鑄和/或注塑的制造的情況下，模具尺寸和模具的復雜度可以降低。另外，利用對模具和/或模子的更低的要求，改進了分離特征，其可以降低針對模具制定要求所需的折中。在將另外的金屬涂層和/或金屬化步驟應用到(例如)聚合物注塑的基底組件的情況下，其可以通過應用到較小的總面積而同樣地被簡化。
[0064]從前文中，很顯然本發(fā)明給本領域帶來模塊化饋電網(wǎng)絡，其可用于，例如，具有減小的橫截面的高性能平板天線的波導網(wǎng)絡5，該波導網(wǎng)絡是牢固的、輕量的并且可以以高水平的精度重復地成本高效地進行制造。另外，利用區(qū)段對122以形成波導網(wǎng)絡5可以使單個區(qū)段基底103和/或區(qū)段頂部121的制造能夠成本高效并且具有改進的精度。在通過壓鑄或注塑而形成區(qū)段對122的情況下，一系列天線的制造所需的單個模具和/或模子得以簡化，并且其降低的尺寸可以簡化模分離，并因此降低波導網(wǎng)絡特征的制定需求，改進波導的橫截面以及從而改建整體電氣性能。
[0065]構(gòu)件的列表
[0066]I平板陣列天線
[0067]5波導網(wǎng)絡
[0068]10輸入饋電
[0069]15主耦合腔體
[0070]20輸出端口
[0071]25喇叭輻射器
[0072]30 第一側(cè)
[0073]35輸入層
[0074]40層側(cè)壁
[0075]45第一中間層
[0076]50 第二側(cè)
[0077]55T型功率分配器[0078]60波導側(cè)壁
[0079]65表面特征
[0080]70 接縫
[0081]75輸出層
[0082]80 側(cè)壁
[0083]85調(diào)諧特征
[0084]90 隔壁
[0085]95 凹槽
[0086]103區(qū)段基底
[0087]107饋電縫隙
[0088]109拐角腔體
[0089]111抽頭腔體
[0090]115中心波導
[0091]117外圍波導
[0092]119饋電波導
[0093]121區(qū)段頂部
[0094]122區(qū)段對
[0095]123饋電抽頭
[0096]1272x2模塊化區(qū)段
[0097]1292x2饋電縫隙
[0098]130外圍饋電抽頭
[0099]1312x2功率分配器腔體
[0100]133饋電功率分配器抽頭
[0101]135中心功率分配器抽頭
[0102]1374x4模塊化區(qū)段
[0103]1394x4饋電縫隙
[0104]141旁路腔體
[0105]1434x4功率分配器腔體
[0106]145旁路抽頭
[0107]151外圍功率分配器抽頭
[0108]153保留特征
[0109]155突出部
[0110]157 槽
[0111]在前文描述參考中的材料、比率、整數(shù)或部件具有已知的等同物的情況下，如果單獨設置的話，這樣的等同物被并入到本文中。
[0112]雖然本發(fā)明通過其實施方案的描述進行顯示，以及雖然實施方案已經(jīng)進行了相當細節(jié)的描述，但 申請人:的意圖不是將當前權(quán)利要求的范圍限制或者以任何方式限定為這樣的細節(jié)。額外的優(yōu)點和修改對本領域技術(shù)人員來說將是相當明顯的。因此，本發(fā)明在其擴展的方面中并不受限于具體細節(jié)、代表性的裝置、方法，以及顯示的和描述的說明性示例。因此，裝置可以根據(jù)這樣的細節(jié)制造，而不脫離 申請人:的一般發(fā)明概念的精神或范圍。而且，應當理解，可以對其做出改進和/或修改而不脫離如所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍或精神。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化饋電網(wǎng)絡，包括: 大體上矩形的區(qū)段基底，所述區(qū)段基底設置有饋電縫隙、在每個拐角處的拐角腔體和在兩個相對側(cè)中的每一個的中間部分處的抽頭腔體；以及 設置有多個輸出端口的區(qū)段頂部，所述區(qū)段頂部被設置為位于所述區(qū)段基底的第一側(cè)上以形成區(qū)段對； 在所述第一側(cè)上，所述區(qū)段基底在所述饋電縫隙和所述抽頭腔體之間設置有中心波導； 在所述第一側(cè)上，所述區(qū)段基底在彼此鄰近的每個拐角腔體之間設置有外圍波導； 所述區(qū)段基底在所述饋電縫隙和所述輸出端口之間設置有饋電波導。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中所述饋電縫隙和每個所述輸出端口之間的路徑具有大體上相等的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，進一步包括保留特征，所述保留特征設置在所述區(qū)段對的外圍上；所述保留特征的尺寸被設計為將所述區(qū)段對邊對邊地機械耦合到另外的區(qū)段對。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中所述區(qū)段頂部設置有鏡像波導網(wǎng)絡；所述鏡像波導網(wǎng)絡提供所述區(qū)段基底的中心波導、外圍波導和饋電波導中的每一個的另一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中所述區(qū)段頂部為平板陣列天線的第一中間層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中所述區(qū)段頂部為平板陣列天線的輸出層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中存在邊對邊布置的四個區(qū)段對以形成大體上平面的2x2模塊化區(qū)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中在所述2x2模塊化區(qū)段的中心處的每個區(qū)段對的拐角腔體組合以形成2x2饋電縫隙； 彼此鄰近的每個區(qū)段對的抽頭腔體一起形成2x2功率分配器腔體； 外圍饋電抽頭設置在所述2x2饋電縫隙中；所述外圍饋電抽頭設置有通過其間的至少一個外圍波導耦合到饋電功率分配器抽頭的輸入饋電，所述饋電功率分配器抽頭設置在每個2x2功率分配器腔體中； 饋電功率分配器抽頭通過其間的中心波導耦合到設置在每個區(qū)段對的每個饋電縫隙中的中心功率分配器抽頭； 所述中心功率分配器抽頭通過所述饋電波導耦合到每個區(qū)段對的輸出端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中存在邊對邊布置的四個2x2模塊化區(qū)段以形成大體上平面的4x4模塊化區(qū)段。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化饋電網(wǎng)絡，其中在所述4x4模塊化區(qū)段的中心處的每個區(qū)段對的拐角腔體組合以形成4x4饋電縫隙； 鄰近所述4x4模塊化區(qū)段的中心的區(qū)段對的抽頭腔體組合以形成旁路腔體； 所述區(qū)段對的拐角腔體鄰近所述旁路腔體并且與所述4x4饋電縫隙成一線以形成4x4功率分配器腔體；在 每個2x2模塊化區(qū)段的中心處的每個區(qū)段對的拐角腔體組合以形成2x2饋電縫隙；在每個2x2模塊化區(qū)段中彼此鄰近的每個區(qū)段對的抽頭腔體一起形成2x2功率分配器腔體； 外圍饋電抽頭設置在所述4x4饋電縫隙中；所述外圍饋電抽頭設置有通過其間的至少一個外圍波導耦合到設置在每個旁路腔體中的旁路抽頭的輸入饋電； 外圍功率分配器抽頭設置在4x4功率分配器腔體和2x2功率分配器腔體的每一個中；所述4x4功率分配器腔體的外圍功率分配器抽頭通過其間的至少一個外圍波導耦合到所述旁路抽頭； 所述4x4功率分配器腔體的外圍功率分配器抽頭通過其間的至少一個外圍波導耦合到所述2x2饋電縫隙的外圍功率分配器抽頭； 2x2饋電縫隙抽頭的外圍功率分配器抽頭通過其間的外圍波導耦合到設置在每個2x2功率分配器腔體中的中心功率抽頭； 中心功率分配器抽頭通過其間的中心波導耦合到設置在每個區(qū)段對的每個饋電縫隙中的饋電功率分配器抽頭； 所述中心饋電抽頭通過其間的饋電波導耦合到每個區(qū)段對的輸出端口。
11.一種用于制造模塊化饋電網(wǎng)絡的方法，包括: 形成設置有饋電縫隙的大體上矩形的區(qū)段基底、在所述區(qū)段基底的每個拐角處的拐角腔體、以及設置在所述區(qū)段基底的兩個相對側(cè)中的每一個的中間部分處的所述區(qū)段基底的抽頭腔體；以及 形成設置有多個輸出端口的區(qū)段頂部；以及 將所述區(qū)段頂部放置于所述區(qū)段基底的第一側(cè)上以形成區(qū)段對； 在所述第一側(cè)上，所述區(qū)段基底在所述饋電縫隙和所述抽頭腔體之間設置有中心波導； 在所述第一側(cè)上，所述區(qū)段基底在彼此鄰近的每個拐角腔體之間設置有外圍波導； 所述區(qū)段基底在所述饋電縫隙和所述輸出端口之間設置有饋電波導。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述饋電縫隙和每個所述輸出端口之間的波導路徑具有大體上相等的長度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括在所述區(qū)段對的外圍上設置保留特征；所述保留特征的尺寸被設計為將所述區(qū)段對邊對邊地機械耦合到另外的區(qū)段對。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述區(qū)段頂部設置有鏡像波導網(wǎng)絡；所述鏡像波導網(wǎng)絡提供所述區(qū)段基底的中心波導、外圍波導和饋電波導中的每一個的另一半。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述區(qū)段頂部為平板陣列天線的第一中間層。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述區(qū)段頂部為平板陣列天線的輸出層。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述區(qū)段基底通過注塑形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述區(qū)段基底通過壓鑄形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括邊對邊地布置四個區(qū)段對以形成大體上平面的2x2模塊化區(qū)段的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括邊對邊地布置四個2x2模塊化區(qū)段以形成大體上平面的4x4模塊化區(qū)段的步驟。
【文檔編號】H01Q1/46GK103918128SQ201280055060
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月16日
【發(fā)明者】C·比安科托, C·希爾斯, A·湯姆森 申請人:安德魯有限責任公司