[其他]微波天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86105126
• 申請日: 1986-07-23
• 公開（公告）號: CN86105126A
• 公開（公告）日: 1987-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 福沢惠司;伊藤文寬;鶴丸忍
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 何關(guān)元

本發(fā)明涉及微波天線，特別是涉及園極化波的平面天線。

對高頻平面天線已介紹了許多種設(shè)計(jì)，特別是關(guān)于傳送在12GH₂波段上接收衛(wèi)星的天線。一種先前提出的微帶線饋送陣列天線，其優(yōu)點(diǎn)是它能用腐蝕襯底的辦法來形成的。但是，當(dāng)使用像聚四氟乙烯或類似的低損耗襯底時(shí)，這種類型的天線有相當(dāng)大的介質(zhì)損耗和輻射損耗，因此它不可能實(shí)現(xiàn)高效率。而當(dāng)使用低損耗特性的襯底時(shí)，其成本相當(dāng)昂貴。

另一種所提出的天線設(shè)計(jì)是一種輻射線隙縫陣列天線和一種波導(dǎo)隙縫陣列天線。這些天線與微帶饋送陣列天線相比較，能減小介質(zhì)損耗和輻射損耗。然而，這種天線的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，以致這種天線的生產(chǎn)變成一個(gè)制造難題。此外，由于其中每一個(gè)設(shè)計(jì)都用一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，因此要在寬通頻帶，如300～500MHz內(nèi)使它獲得增益是很困難的。此外，這些復(fù)雜的設(shè)計(jì)是以犧牲隙縫之間的耦合為代價(jià)的，從而使它獲得高效率特性是十分困難的。

另一種提出的天線是懸浮線饋送孔陣列。這種設(shè)計(jì)具有一個(gè)克服上述某些缺陷的結(jié)構(gòu)，使用一種便宜的襯底，并還能提供一個(gè)寬帶特性。在歐洲專利申請?zhí)枺?08463-A和123350-A中所說明的懸浮饋線天線，和在1984年3月出版的MSN（微波系統(tǒng)新聞），第110～120頁。

在上述第一個(gè)申請中所揭示的天線，引入的銅箔必須與用作襯底的介質(zhì)層的兩個(gè)表面垂直。由于這種結(jié)構(gòu)形成在襯底的兩個(gè)表面上，使互相連接的方法變得復(fù)雜化，同時(shí)天線的尺寸必須相當(dāng)大。

上述引用的另一個(gè)申請中所揭示的天線，需要將銅箔形成在兩個(gè)分離的介質(zhì)層上。從而難以得到這些銅箔的確切位置，并且使結(jié)構(gòu)變得相當(dāng)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。在MSN刊物中揭示的天線，用一個(gè)激勵探頭形成在多元孔的每一孔中構(gòu)成線性極化波天線。因?yàn)檫@種天線增益太低，所以不能有效地用于接收園極化波，同時(shí)，必須使用二個(gè)分離襯底，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且昂貴。

本發(fā)明一個(gè)主要目的是提供一個(gè)園極化波平面陣列天線，其中有一對激勵探頭設(shè)置在單個(gè)襯底的同一平面上，用來發(fā)送或接收一個(gè)園極化波，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、成本低和工作性能極好。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)夾在具有多元窗孔的導(dǎo)電層之間的襯底，具有一對與每個(gè)窗孔位置相一致的垂直激勵探頭，使來自激勵探頭的信號以預(yù)定的相位關(guān)系互相組合。

本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)，提供了兩個(gè)與激勵探頭相一致的附加傳導(dǎo)元件，以改善傳導(dǎo)層中窗孔的阻抗匹配。

本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，一個(gè)與每對激勵探頭相連接的連接網(wǎng)絡(luò)，包括一對四分之一波長的饋線和互相連接在饋線之間的一個(gè)電阻元件。

本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，天線陣列饋送點(diǎn)配置在中心位置附近，并占據(jù)由一對激勵探頭正常占據(jù)的位置。

現(xiàn)在參閱附圖，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的園極化波輻射元件結(jié)構(gòu)的頂視圖;

圖2是圖1裝置?、?Ⅰ線的剖面圖;

圖3是圖1和圖2裝置的懸浮線段之一，取圖2Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖;

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的天線輻射元件的一個(gè)頂視圖，表示饋送到激勵探頭的懸浮線;

圖5是說明許多輻射元件相互連接的一個(gè)平面圖;

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的頻率特性;

圖7是說明許多副陣列的連接方式的一個(gè)工作原理方框圖;

圖8是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輻射圖;

圖9是輻射元件一個(gè)改進(jìn)形式的頂視圖，說明一個(gè)饋送激勵探頭的網(wǎng)絡(luò);

圖10是圖9裝置一部分的平面圖;

圖11是說明圖9和圖10中裝置的一個(gè)等效電路圖。

圖12是本發(fā)明實(shí)施例的輻射元件的頻率特性;

圖13和圖14是用于許多輻射單元中心饋送的二個(gè)改進(jìn)型互連圖的平面圖。

參照圖1和圖2，一個(gè)絕緣襯底3夾在金屬層1和2之間（它可由鋁或金屬化塑料的金屬層構(gòu)成）。在層1和層2中形成許多窗孔4和5，在層1中以下降的凹面或凹孔構(gòu)成窗孔4，在層2中以一個(gè)孔構(gòu)成窗孔5。圖1為該結(jié)構(gòu)的一個(gè)平面圖。

一對互相垂直定位的激勵探頭8和9，形成在襯底3的同一平面上，如圖1所示的那樣，與窗孔4和5相一致。激勵探頭8和9，每一個(gè)與設(shè)置在空腔6中的懸浮線導(dǎo)體7相接，構(gòu)成一個(gè)用于傳導(dǎo)在激勵探頭8和9以及一個(gè)遙控點(diǎn)之間能量的同軸線。襯底3以一塊軟薄片的形式夾在第一和第二金屬或金屬化薄層1和2之間。更好的是，窗孔4和5為直徑相同的園，而窗孔5的上面是由圖2所示的園錐形構(gòu)成。