一種用于平面cts天線的寬頻帶線源的制作方法
【專利摘要】一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，包括饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)和n個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的寬度為1.5λ至2.3λ，饋電網(wǎng)絡(luò)為功率分配器，功率分配器的n個輸出端與n個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的前端一一對應(yīng)連接，n個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的后端分別與第一矩形波導(dǎo)的前端連接，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比第一矩形波導(dǎo)的寬度小0.5λ至λ，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和第一矩形波導(dǎo)的縱向中心線重疊，其中n為大于等于2的整數(shù)，λ＝c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率；優(yōu)點是結(jié)構(gòu)尺寸小，能實現(xiàn)小型化，頻帶寬，裝配簡單，并且成本較低。
【專利說明】
一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種寬頻帶線源，尤其是涉及一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源。
【背景技術(shù)】
[0002]在星載通信領(lǐng)域，高靈敏度、寬頻帶和低剖面的高性能天線不僅可以使天線工作在多個頻段又可以大幅降低使用成本，得到了廣泛的應(yīng)用。1990年美國休斯公司(HughesAircraft Company)發(fā)明了平面CTS(ContinueTransverse Stub，連續(xù)橫向枝節(jié))天線。該平面CTS天線采用TEM模饋電，通過在平板波導(dǎo)上連續(xù)開貫通的橫向縫并在橫向縫上加枝節(jié)實現(xiàn)輻射，具有很高的饋電效率和口徑效率，并且CTS陣列易于實現(xiàn)波束控制和雙極化等多種功能，加工簡便成本低，是高增益天線一個極為重要的研究方向，具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]傳統(tǒng)的平面CTS天線的線源饋電方式主要包括兩種，一種是是以波導(dǎo)縫隙陣代表的離散線源，另一種是以H面扇形喇叭天線和透鏡天線為代表的連續(xù)線源。
[0004]申請?zhí)枮?01310409126.X的中國專利中公開了一種用于平面波導(dǎo)CTS天線饋電裝置的寬頻帶線源，該寬頻帶線源包括H面扇形喇叭天線、偏置拋物反射面和平板波導(dǎo)，H面扇形喇叭天線和偏置拋物反射面設(shè)置在平板波導(dǎo)內(nèi)部，H面扇形喇叭天線的相位中心設(shè)置在偏置拋物反射面的焦點。該寬頻帶線源采用柱面波轉(zhuǎn)換平面波和反射器天線原理產(chǎn)生平面波，將喇叭天線置于拋物面反射器的焦點處，喇叭天線輻射的場經(jīng)過反射器在反射器口徑面處產(chǎn)生等幅度同相位的平面波。但是，該寬頻帶線源存在以下問題:一、偏置拋物反射面需要較大的空間，尺寸較大，不利于寬頻帶線源的小型化設(shè)計;二、偏置拋物反射面加工要求較高;三、裝配過程中，偏置拋物反射面的焦點與H面扇形喇叭天線的相位中心需要嚴格對準，裝配要求較高。
[0005]申請?zhí)枮?01210114047.1的中國專利申請中公開了一種實現(xiàn)矩形波導(dǎo)和平行板波導(dǎo)相互過渡的裝置和方法，實現(xiàn)矩形波導(dǎo)和平行板波導(dǎo)相互過渡的裝置即為寬頻帶線源。該裝置包括平行板波導(dǎo)和矩形波導(dǎo)，矩形波導(dǎo)的一個寬邊上開有采用中心傾斜縫或縱向偏置縫的多個縫隙，平行板波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)開有縫隙的一邊緊密接觸，并處于矩形波導(dǎo)的中心處。該裝置雖然尺寸較小，加工要求和裝配要求較低，但是該裝置中每個縫隙的諧振長度和傾角對結(jié)果影響很大且該裝置與工作中心頻率高度相關(guān)，不能實現(xiàn)較理想寬頻帶線源，頻帶較窄，適用范圍很小。
[0006]申請?zhí)枮?01510475521.7的中國專利申請中公開了一種基于平面介質(zhì)透鏡的平板波導(dǎo)CTS天線寬頻帶饋電線源。該寬頻帶饋電線源包括H面喇叭、平面介質(zhì)透鏡和平板波導(dǎo);H面喇叭的輸出端口與平板波導(dǎo)相連，在平板波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有平面介質(zhì)透鏡;平面介質(zhì)透鏡由中間層和與其對稱包括多個匹配子層的兩個匹配層構(gòu)成，各層均采用由多個介電常數(shù)不同條帶形成的直線陣列結(jié)構(gòu)，且從條帶直線陣列中間向兩端延伸，其條帶介電常數(shù)逐步降低。該寬頻帶饋電線源結(jié)構(gòu)尺寸小，能實現(xiàn)小型化，頻帶寬，裝配簡單，但是其核心部件平面介質(zhì)透鏡是由多個介電常數(shù)不同條帶形成的直線陣列結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對加工工藝要求較高，顯著提高了加工成本，由此導(dǎo)致該寬頻帶饋電線源成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)尺寸小，能實現(xiàn)小型化，頻帶寬，裝配簡單，并且成本較低的用于平面CTS天線的寬頻帶線源。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，包括饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的寬度為1.5λ至2.3λ，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)為功率分配器，所述的功率分配器具有一個輸入端和η個輸出端，η個所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)橫向零間距依次排布形成H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列，所述的功率分配器的η個輸出端與η個所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的前端一一對應(yīng)連接，η個所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的后端分別與所述的第一矩形波導(dǎo)的前端連接，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比所述的第一矩形波導(dǎo)的寬度小0.5λ至λ，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和所述的第一矩形波導(dǎo)的縱向中心線重疊，其中η為大于等于2的整數(shù)，A = c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率。
[0009]所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)包括第一級波導(dǎo)、第二級波導(dǎo)和第三級波導(dǎo)，所述的第一級波導(dǎo)為第一單脊矩形波導(dǎo)，所述的第二級波導(dǎo)包括第二矩形波導(dǎo)，所述的第二矩形波導(dǎo)的前端設(shè)置有第一矩形波導(dǎo)壁和第二矩形波導(dǎo)壁，所述的第一矩形波導(dǎo)壁分別與所述的第二矩形波導(dǎo)的左側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，所述的第二矩形波導(dǎo)壁分別與所述的第二矩形波導(dǎo)的右側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，所述的第一矩形波導(dǎo)壁和所述的第二矩形波導(dǎo)壁相對于所述的第二矩形波導(dǎo)的縱向中心線對稱，所述的第二矩形波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有第一感性金屬壁和第二感性金屬壁，所述的第一感性金屬壁與所述的第一矩形波導(dǎo)壁垂直連接，所述的第二感性金屬壁與所述的第二矩形波導(dǎo)壁垂直連接，所述的第一感性金屬壁和所述的第二感性金屬壁相對于所述的第二矩形波導(dǎo)的縱向中心線對稱，所述的第三級波導(dǎo)包括橫向零間距設(shè)置的第二單脊矩形波導(dǎo)和第三單脊矩形波導(dǎo)，所述的第二單脊矩形波導(dǎo)和所述的第三單脊矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述的第二單脊矩形波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有與所述的第二單脊矩形波導(dǎo)的右側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第三感性金屬壁，所述的第三單脊矩形波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有與所述的第三單脊矩形波導(dǎo)的左側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第四感性金屬壁，所述的第三感性金屬壁和所述的第四感性金屬壁左右對稱設(shè)置，所述的第一級波導(dǎo)的后端和所述的第二級波導(dǎo)的前端連接，所述的第二級波導(dǎo)的后端和所述的第三級波導(dǎo)的前端連接。該結(jié)構(gòu)中，設(shè)置的第一感性金屬壁、第二感性金屬壁與第一矩形波導(dǎo)沿寬度方向超出H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的部分形成寬頻帶線源輸入和輸出端之間的阻抗匹配，能夠降低回波損耗，提高傳輸效率，第三感性金屬壁和第四感性金屬壁可以減弱由第二級波導(dǎo)輸出端電磁場融合時帶來的強反射，保證輸出端相位一致。
[0010]所述的第一單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度記為W，所述的第一單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度記為11，所述的第一單脊矩形波導(dǎo)的脊高記為11，￥+2*11 =人/2，!1 = ￥/4，人=(3/^，(3為光速，€為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率;所述的第二矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁長度為0.5λ±0.25λ，所述的第二矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度為1.5λ至2.3λ，所述的第二矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度為H;所述的第一感性金屬壁到所述的第二矩形波導(dǎo)的縱向中心線的直線距離為0.25λ±0.U，所述的第一感性金屬壁的長度為0.25λ±0.125λ，所述的第一感性金屬壁的寬度小于0.5mm;所述的第二單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度為0.75λ至1.15λ，所述的第二單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度為H;所述的第三感性金屬壁至所述的第三級波導(dǎo)的前端的直線距離為0.25λ至0.5λ，所述的第三感性金屬壁的長度為0.05λ至0.2λ，所述的第三感性金屬壁的厚度小于0.5mm。該結(jié)構(gòu)能夠保證在低損耗，高傳輸效率的情況下實現(xiàn)寬頻帶傳輸。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)構(gòu)成用于平面CTS天線的寬頻帶線源，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的寬度為1.5λ至2.3λ，饋電網(wǎng)絡(luò)為功率分配器，功率分配器具有一個輸入端和η個輸出端，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)橫向零間距依次排布形成H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列，功率分配器的η個輸出端與η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的前端一一對應(yīng)連接，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的后端分別與第一矩形波導(dǎo)的前端連接，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比所述的第一矩形波導(dǎo)的寬度小0.5λ至λ，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和所述的第一矩形波導(dǎo)的縱向中心線重疊，其中η為大于等于2的整數(shù)，A = c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率;功率分配器作為饋電網(wǎng)絡(luò)生成η路等幅同相柱面波，η路等幅同相柱面波輸入H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列中，在H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的后端，η路等幅同相柱面波的相接處電場疊加，磁場抵消，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的寬度為1.5λ至2.3λ時，在頻率f = 2ιτ/λ處能夠生成理想的平面波，相對帶寬大于30%，能夠滿足對寬頻帶的要求;各個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)采用輸入和輸出同向結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)是由波導(dǎo)T型結(jié)中加脊形成，能夠降低截止頻率，擴寬主模帶寬，在給定頻率下H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)可以消減寬邊尺寸，使寬頻帶線源尺寸較小，可以實現(xiàn)小型化；饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)和和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)構(gòu)成的寬頻帶線源即可以采用現(xiàn)有成熟的金屬機械加工技術(shù)一體成型，也可以采用現(xiàn)有成熟的塑料表面電鍍后一體加工成型，成本較低，裝配簡單、大批量生產(chǎn)容易。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的立體圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列和第一矩形波導(dǎo)連接后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖6為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的第一級波導(dǎo)的立體圖；
[0018]圖7為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的第二級波導(dǎo)的立體圖；
[0019]圖8為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的第二級波導(dǎo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖9為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的第三級波導(dǎo)的立體圖；
[0021]圖10為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的第三級波導(dǎo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖11為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的功率分配器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖12為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源的輸入端口回波損耗仿真曲線圖；
[0024]圖13為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波電場幅度仿真圖；
[0025]圖14為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波電場矢量方向仿真圖；
[0026]圖15為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波磁場幅度仿真圖；
[0027]圖16為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波磁場矢量方向仿真圖；
[0028]圖17為本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時輸出端口電場幅度曲線圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0030]實施例一:如圖所示，一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，包括饋電網(wǎng)絡(luò)NET、第一矩形波導(dǎo)I和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的寬度為1.5λ至2.3λ，饋電網(wǎng)絡(luò)NET為功率分配器，功率分配器具有一個輸入端和η個輸出端，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2橫向零間距依次排布形成H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列，功率分配器的η個輸出端與η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的前端一一對應(yīng)連接，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的后端分別與第一矩形波導(dǎo)I的前端連接，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比第一矩形波導(dǎo)I的寬度小0.5λ至λ，Η面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和第一矩形波導(dǎo)I的縱向中心線重疊，其中η為大于等于2的整數(shù)，A=c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率。
[0031]實施例二:如圖所示，一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，包括饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)I和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的寬度為
1.5λ至2.3λ，饋電網(wǎng)絡(luò)為功率分配器，功率分配器具有一個輸入端和η個輸出端，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2橫向零間距依次排布形成H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列，功率分配器的η個輸出端與η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的前端一一對應(yīng)連接，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的后端分別與第一矩形波導(dǎo)I的前端連接，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比第一矩形波導(dǎo)I的寬度小0.5λ至λ，Η面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和第一矩形波導(dǎo)I的縱向中心線重疊，其中η為大于等于2的整數(shù)，λ = c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率。
[0032]本實施例中，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2包括第一級波導(dǎo)3、第二級波導(dǎo)4和第三級波導(dǎo)5，第一級波導(dǎo)3為第一單脊矩形波導(dǎo)，第二級波導(dǎo)4包括第二矩形波導(dǎo)6，第二矩形波導(dǎo)6的前端設(shè)置有第一矩形波導(dǎo)壁7和第二矩形波導(dǎo)壁8，第一矩形波導(dǎo)壁7分別與第二矩形波導(dǎo)6的左側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，第二矩形波導(dǎo)壁8分別與第二矩形波導(dǎo)6的右側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，第一矩形波導(dǎo)壁7和第二矩形波導(dǎo)壁8相對于第二矩形波導(dǎo)6的縱向中心線對稱，第二矩形波導(dǎo)6內(nèi)設(shè)置有第一感性金屬壁9和第二感性金屬壁10，第一感性金屬壁9與第一矩形波導(dǎo)壁7垂直連接，第二感性金屬壁10與第二矩形波導(dǎo)壁8垂直連接，第一感性金屬壁9和第二感性金屬壁10相對于第二矩形波導(dǎo)6的縱向中心線對稱，第三級波導(dǎo)5包括橫向零間距設(shè)置的第二單脊矩形波導(dǎo)11和第三單脊矩形波導(dǎo)12，第二單脊矩形波導(dǎo)11和第三單脊矩形波導(dǎo)12結(jié)構(gòu)尺寸相同，第二單脊矩形波導(dǎo)11內(nèi)設(shè)置有與第二單脊矩形波導(dǎo)11的右側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第三感性金屬壁13，第三單脊矩形波導(dǎo)12內(nèi)設(shè)置有與第三單脊矩形波導(dǎo)12的左側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第四感性金屬壁14，第三感性金屬壁13和第四感性金屬壁14左右對稱設(shè)置，第一級波導(dǎo)3的后端和第二級波導(dǎo)4的前端連接，第二級波導(dǎo)4的后端和第三級波導(dǎo)5的前端連接。
[0033]實施例三:如圖所示，一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，包括饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)I和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的寬度為
1.5λ至2.3λ，饋電網(wǎng)絡(luò)為功率分配器，功率分配器具有一個輸入端和η個輸出端，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2橫向零間距依次排布形成H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列，功率分配器的η個輸出端與η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的前端一一對應(yīng)連接，η個H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2的后端分別與第一矩形波導(dǎo)I的前端連接，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比第一矩形波導(dǎo)I的寬度小0.5λ至λ，Η面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和第一矩形波導(dǎo)I的縱向中心線重疊，其中η為大于等于2的整數(shù)，λ = c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率。
[0034]本實施例中，H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)2包括第一級波導(dǎo)3、第二級波導(dǎo)4和第三級波導(dǎo)5，第一級波導(dǎo)3為第一單脊矩形波導(dǎo)，第二級波導(dǎo)4包括第二矩形波導(dǎo)6，第二矩形波導(dǎo)6的前端設(shè)置有第一矩形波導(dǎo)壁7和第二矩形波導(dǎo)壁8，第一矩形波導(dǎo)壁7分別與第二矩形波導(dǎo)6的左側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，第二矩形波導(dǎo)壁8分別與第二矩形波導(dǎo)6的右側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，第一矩形波導(dǎo)壁7和第二矩形波導(dǎo)壁8相對于第二矩形波導(dǎo)6的縱向中心線對稱，第二矩形波導(dǎo)6內(nèi)設(shè)置有第一感性金屬壁9和第二感性金屬壁10，第一感性金屬壁9與第一矩形波導(dǎo)壁7垂直連接，第二感性金屬壁10與第二矩形波導(dǎo)壁8垂直連接，第一感性金屬壁9和第二感性金屬壁10相對于第二矩形波導(dǎo)6的縱向中心線對稱，第三級波導(dǎo)5包括橫向零間距設(shè)置的第二單脊矩形波導(dǎo)11和第三單脊矩形波導(dǎo)12，第二單脊矩形波導(dǎo)11和第三單脊矩形波導(dǎo)12結(jié)構(gòu)尺寸相同，第二單脊矩形波導(dǎo)11內(nèi)設(shè)置有與第二單脊矩形波導(dǎo)11的右側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第三感性金屬壁13，第三單脊矩形波導(dǎo)12內(nèi)設(shè)置有與第三單脊矩形波導(dǎo)12的左側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第四感性金屬壁14，第三感性金屬壁13和第四感性金屬壁14左右對稱設(shè)置，第一級波導(dǎo)3的后端和第二級波導(dǎo)4的前端連接，第二級波導(dǎo)4的后端和第三級波導(dǎo)5的前端連接。
[0035]本實施例中，第一單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度記為W，第一單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度記為H，第一單脊矩形波導(dǎo)的脊高記為h，W+2*h = X/2，H = W/4，λ = c/f，c為光速，f為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率;第二矩形波導(dǎo)6的內(nèi)壁長度為0.5λ±0.25λ，第二矩形波導(dǎo)6的內(nèi)壁寬度為1.5λ至2.3λ，第二矩形波導(dǎo)6的內(nèi)壁高度為H;第一感性金屬壁9到第二矩形波導(dǎo)6的縱向中心線的直線距離為0.25λ±0.1λ，第一感性金屬壁9的長度為0.25λ±0.125λ，第一感性金屬壁9的寬度小于0.5mm;第二單脊矩形波導(dǎo)11的內(nèi)壁寬度為0.75λ至1.15λ，第二單脊矩形波導(dǎo)11的內(nèi)壁高度為H;第三感性金屬壁13至第三級波導(dǎo)5的前端的直線距離為0.25λ至0.5λ，第三感性金屬壁13的長度為0.05λ至0.2λ，第三感性金屬壁13的厚度小于0.5mm。
[0036]采用ANSYS公司的HFSS電磁仿真工具對本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源進行仿真。本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在26GHz至46GHz時的輸入端口回波損耗仿真曲線圖如圖12所示，本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波電場幅度仿真圖如圖13所示，本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波電場矢量方向仿真圖如圖14所示，本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波磁場幅度仿真圖如圖15所示，本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時柱面波生成平面波磁場矢量方向仿真圖如圖16所示本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在29GHz頻點時輸出端口電場幅度曲線圖如圖17所示。
[0037]分析圖12可知，本發(fā)明在26GHz至46GHz整個頻帶內(nèi)回波損耗(Sll)優(yōu)于-20dB;分析圖13和圖15可知，在29GHz頻率時柱面波經(jīng)T型結(jié)后在第一矩形波導(dǎo)內(nèi)融合生成幅度均勾，相位相同的平面波;分析圖14和圖16可知，在29GHz頻率時第一矩形波導(dǎo)內(nèi)導(dǎo)波電場，磁場只有橫向分量，縱向分量為O;分析圖17可知，在29GHz頻率時輸出端口各點的輸出幅度在2dB的范圍內(nèi)浮動，近似于均勻分布。
[0038]綜上所述，本發(fā)明的用于平面CTS天線的寬頻帶線源在26GHz至46GHz內(nèi)回波損耗優(yōu)于_20dB接近無損耗傳輸，相對帶寬達到55.56%，第一矩形波導(dǎo)內(nèi)磁場和電場只有橫向分量且幅度均勻，相位相同近似于理想平面波，能夠滿足CTS平面天線對等幅同相平面波線源的要求。
【主權(quán)項】
1.一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，其特征在于包括饋電網(wǎng)絡(luò)、第一矩形波導(dǎo)和η個結(jié)構(gòu)尺寸相同的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的寬度為1.5λ至2.3λ，所述的饋電網(wǎng)絡(luò)為功率分配器，所述的功率分配器具有一個輸入端和η個輸出端，η個所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)橫向零間距依次排布形成H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列，所述的功率分配器的η個輸出端與η個所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的前端一一對應(yīng)連接，η個所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)的后端分別與所述的第一矩形波導(dǎo)的前端連接，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的寬度比所述的第一矩形波導(dǎo)的寬度小0.5λ至λ，所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)陣列的縱向中心線和所述的第一矩形波導(dǎo)的縱向中心線重疊，其中η為大于等于2的整數(shù)，λ = c/f，c為光速，f■為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，其特征在于所述的H面單脊矩形波導(dǎo)T型結(jié)包括第一級波導(dǎo)、第二級波導(dǎo)和第三級波導(dǎo)，所述的第一級波導(dǎo)為第一單脊矩形波導(dǎo)，所述的第二級波導(dǎo)包括第二矩形波導(dǎo)，所述的第二矩形波導(dǎo)的前端設(shè)置有第一矩形波導(dǎo)壁和第二矩形波導(dǎo)壁，所述的第一矩形波導(dǎo)壁分別與所述的第二矩形波導(dǎo)的左側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，所述的第二矩形波導(dǎo)壁分別與所述的第二矩形波導(dǎo)的右側(cè)內(nèi)壁、上側(cè)內(nèi)壁和下側(cè)內(nèi)壁連接，所述的第一矩形波導(dǎo)壁和所述的第二矩形波導(dǎo)壁相對于所述的第二矩形波導(dǎo)的縱向中心線對稱，所述的第二矩形波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有第一感性金屬壁和第二感性金屬壁，所述的第一感性金屬壁與所述的第一矩形波導(dǎo)壁垂直連接，所述的第二感性金屬壁與所述的第二矩形波導(dǎo)壁垂直連接，所述的第一感性金屬壁和所述的第二感性金屬壁相對于所述的第二矩形波導(dǎo)的縱向中心線對稱，所述的第三級波導(dǎo)包括橫向零間距設(shè)置的第二單脊矩形波導(dǎo)和第三單脊矩形波導(dǎo)，所述的第二單脊矩形波導(dǎo)和所述的第三單脊矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述的第二單脊矩形波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有與所述的第二單脊矩形波導(dǎo)的右側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第三感性金屬壁，所述的第三單脊矩形波導(dǎo)內(nèi)設(shè)置有與所述的第三單脊矩形波導(dǎo)的左側(cè)內(nèi)壁垂直連接的第四感性金屬壁，所述的第三感性金屬壁和所述的第四感性金屬壁左右對稱設(shè)置，所述的第一級波導(dǎo)的后端和所述的第二級波導(dǎo)的前端連接，所述的第二級波導(dǎo)的后端和所述的第三級波導(dǎo)的前端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于平面CTS天線的寬頻帶線源，其特征在于所述的第一單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度記為W，所述的第一單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度記為H，所述的第一單脊矩形波導(dǎo)的脊高記為11，￥+2*11 =入/2，!1 = ￥/4，入=(3/^，(3為光速，€為寬頻帶線源設(shè)計要求的中心頻率;所述的第二矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁長度為0.5λ±0.25λ，所述的第二矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度為1.5λ至2.3λ，所述的第二矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度為H;所述的第一感性金屬壁到所述的第二矩形波導(dǎo)的縱向中心線的直線距離為0.25λ±0.U，所述的第一感性金屬壁的長度為0.25λ±0.125λ，所述的第一感性金屬壁的寬度小于0.5mm;所述的第二單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁寬度為0.75λ至1.15λ，所述的第二單脊矩形波導(dǎo)的內(nèi)壁高度為H;所述的第三感性金屬壁至所述的第三級波導(dǎo)的前端的直線距離為0.25λ至0.5λ，所述的第三感性金屬壁的長度為0.05λ至0.2λ，所述的第三感性金屬壁的厚度小于0.5mm。
【文檔編號】H01Q1/50GK106099363SQ201610523014
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】尤清春, 黃季甫
【申請人】寧波大學(xué)