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一种余割平方天线

文献发布时间:2023-06-19 16:12:48



技术领域

本发明涉及一种天线,尤其是涉及一种余割平方天线。

背景技术

在低小慢反无人机探测搜索过程中,通常采用水平面为窄波束、垂直面为扇形波束的天线类型。由于电磁波在传播过程中的功率密度与其传播距离的平方成反比,因而天线接收到的回波信号强度往往是随目标距离的远近而变化。为了使天线接收到的回波信号强度相同,通常采用天线直接在垂直面产生余割平方波束。该种天线在垂直面为余割平方波束,而在水平面为窄波束,被称为余割平方天线。余割平方天线可以使接收到的回波信号强度基本上只随高度而变化,与目标距离无关。如用于舰载机导航的“塔康”(战术空中导航系统)就采用余割平方天线。当前,余割平方天线已被广泛用于导航、通信和雷达设备中。

到目前为止,已报导的余割平方天线都是基于微带线结构或串联馈电结构的基片集成波导结构。然后,微带线结构和串联馈电结构都会产生导体以及介质损耗,以致现有的余割平方天线的带宽通常很窄,效率通常很低,不能在宽带宽和高增益场景中应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带宽较宽,效率较高,能够在宽带宽和高增益场景中应用的余割平方天线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种余割平方天线,包括按照由下至上的顺序层叠的馈电网络和辐射网络,所述的馈电网络用于将输入的激励信号转换成余割平方天线所需的幅度分布以及相位分布的电磁波传输给所述的辐射网络,所述的辐射网络用于将所述的馈电网络传输至其处的电磁波辐射至自由空间,所述的馈电网络为基于波导结构以及同轴结构的混合馈电网络。

所述的馈电网络包括由左至右并行排布的第一波导馈电网络、矩形同轴馈电网络以及第二波导馈电网络;所述的第一波导馈电网络包括第一金属板、第一魔T、两个耦合器、两个移相器、两个吸波器件、十个单脊波导转接头、六个双脊波导转接头以及四个波导通道,所述的第一金属板为矩形板,所述的第一波导馈电网络中,所述的第一魔T、两个耦合器、两个移相器、两个吸波器件、十个单脊波导转接头、六个双脊波导转接头以及四个波导通道均设置在所述的第一金属板上,所述的第一波导馈电网络中的两个耦合器均具有四个端口,将该四个端口称为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,将所述的第一波导馈电网络中的两个耦合器分别称为第一耦合器以及第二耦合器,所述的第一波导馈电网络中的两个移相器均具有两个端口,将该两个端口称为第一端口和第二端口,将所述的第一波导馈电网络中的两个移相器分别称为第一移相器以及第二移相器,将所述的第一波导馈电网络中的两个吸波器件分别称为第一吸波器件以及第二吸波器件,所述的第一波导馈电网络中的十个单脊波导转接头均具有两个端口,将每个所述的单脊波导转接头的两个端口分别称为第一端口和第二端口,将所述的第一波导馈电网络中的十个单脊波导转接头分别称为第一单脊波导转接头、第二单脊波导转接头、第三单脊波导转接头、第四单脊波导转接头、第五单脊波导转接头、第六单脊波导转接头、第七单脊波导转接头、第八单脊波导转接头、第九单脊波导转接头以及第十单脊波导转接头,所述的第一波导馈电网络中的六个双脊波导转接头均具有两个端口,两个端口分别为第一端口和第二端口,将所述的第一波导馈电网络中的六个双脊波导转接头分别称为第一双脊波导转接头、第二双脊波导转接头、第三双脊波导转接头、第四双脊波导转接头、第五双脊波导转接头以及第六双脊波导转接头,所述的第一波导馈电网络中的四个波导通道均具有两个端口,两个端口分别为第一端口和第二端口,将所述的第一波导馈电网络中的四个波导通道分别称为第一波导通道、第二波导通道、第三波导通道以及第四波导通道,所述的第一魔T设置在所述的第一金属板的中心处,且关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第一魔T具有一个输入端口以及三个输出端口,将所述的第一魔T的三个输出端口分别称为第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口;所述的第一耦合器和所述的第二耦合器关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第一移相器和所述的第二移相器关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第一吸波器件和所述的第二吸波器件关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第一单脊波导转接头和所述的第六单脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第二单脊波导转接头和所述的第七单脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第三单脊波导转接头和所述的第八单脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第四单脊波导转接头和所述的九单脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第五单脊波导转接头和所述的第十单脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第一双脊波导转接头和所述的第四双脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第二双脊波导转接头和所述的第五双脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第三双脊波导转接头和所述的第六双脊波导转接头关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第一波导通道和所述的第三波导通道关于所述的第一金属板的中轴线轴对称,所述的第二波导通道和所述的第四波导通道关于所述的第一金属板的中轴线轴对称;所述的第一魔T的输入端口接外部输入信号,所述的第一魔T的第一输出端口与所述的第一耦合器的第一端口连接,所述的第一魔T的第二输出端口与所述的第二耦合器的第一端口连接,所述的第一耦合器的第二端口与所述的第一吸波器件连接,所述的第一耦合器的第三端口与所述的第二单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第一耦合器的第四端口与所述的第三单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第二耦合器的第二端口与所述的第二吸波器件连接,所述的第二耦合器的第三端口与所述的第七单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第二耦合器的第四端口与所述的第八单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第一移相器位于所述的第一耦合器的左侧,所述的第一移相器的第一端口与所述的第二双脊波导转接头的第一端口连接,所述的第一移相器的第二端口与所述的第四单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第二移相器的第一端口与所述的第五双脊波导转接头的第一端口连接,所述的第二移相器的第二端口与所述的第九单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第一波导通道位于所述的第一耦合器的下方,所述的第一波导通道的第一端口与所述的第一单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第一波导通道的第二端口与所述的第一双脊波导转接头的第一端口连接,所述的第二波导通道位于所述的第一移相器的左侧,所述的第二波导通道的第一端口与所述的第五单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第二波导通道的第二端口与所述的第三双脊波导转接头的第一端口连接;所述的第三波导通道的第一端口与所述的第六单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第三波导通道的第二端口与所述的第四双脊波导转接头的第一端口连接,所述的第四波导通道位于所述的第二移相器的右侧,所述的第四波导通道的第一端口与所述的第十单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第四波导通道的第二端口与所述的第六双脊波导转接头的第一端口连接;所述的矩形同轴馈电网络包含第二金属板、两个一分二功分器、两个一分三功分器、两个一分六功分器、两个一分九功分器、十个单脊波导转接头、八个双脊波导转接头以及一个波导通道,所述的第二金属板为矩形板,所述的第二金属板位于所述的第一金属板的右侧,所述的第二金属板的左端面与所述的第一金属板的右端面贴合,所述的第二金属板的前端面与所述的第一金属板的前端面位于同一平面,所述的第二金属板的后端面与所述的第一金属板的后端面位于同一平面,所述的第二金属板的上端面与所述的第一金属板的上端面位于同一平面,所述的第二金属板的下端面与所述的第一金属板的下端面位于同一平面,所述的矩形同轴馈电网络的两个一分二功分器、两个一分三功分器、两个一分六功分器、两个一分九功分器、十个单脊波导转接头、八个双脊波导转接头以及一个波导通道均设置在所述的第二金属板上,所述的矩形同轴馈电网络的两个一分二功分器均具有一个输入端口和两个输出端口,将所述的矩形同轴馈电网络的两个一分二功分器分别称为第一一分二功分器和第二一分二功分器,所述的矩形同轴馈电网络的两个一分三功分器均具有一个输入端口和三个输出端口,将所述的矩形同轴馈电网络的两个一分三功分器分别称为第一一分三功分器和第二一分三功分器,所述的矩形同轴馈电网络的两个一分六功分器均具有一个输入端口和六个输出端口,将所述的矩形同轴馈电网络的两个一分六功分器分别称为第一一分六功分器和第二一分六功分器,所述的矩形同轴馈电网络的两个一分九功分器均具有一个输入端口和九个输出端口,将所述的矩形同轴馈电网络的两个一分九功分器分别称为第一一分九功分器和第二一分九功分器,所述的矩形同轴馈电网络的十个单脊波导转接头均具有两个端口,两个端口分别为第一端口和第二端口,将所述的矩形同轴馈电网络的十个单脊波导转接头分别称为第十一单脊波导转接头、第十二单脊波导转接头、第十三单脊波导转接头、第十四单脊波导转接头、第十五单脊波导转接头、第十六单脊波导转接头、第十七单脊波导转接头、第十八单脊波导转接头、第十九单脊波导转接头和第二十单脊波导转接头,所述的矩形同轴馈电网络的八个个双脊波导转接头均具有第一端口和第二端口,将所述的矩形同轴馈电网络的八个双脊波导转接头分别称为第七双脊波导转接头、第八双脊波导转接头、第九双脊波导转接头、第十双脊波导转接头、第十一双脊波导转接头、第十二双脊波导转接头、第十三双脊波导转接头和第十四双脊波导转接头,将所述的矩形同轴馈电网络的波导通道称为第五波导通道,所述的第五波导通道具有第一端口和第二端口;所述的第七双脊波导转接头和第十一双脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第八双脊波导转接头和所述的第十二脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第九双脊波导转接头和所述的第十三双脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第十双脊波导转接头和所述的第十四双脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第十一单脊波导转接头和所述的第十六单脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第十二单脊波导转接头和所述的第十七单脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第十三单脊波导转接头和所述的第十八单脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第十四单脊波导转接头和所述的第十九单脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第十五单脊波导转接头和所述的第二十单脊波导转接头关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第一一分二功分器和所述的第二一分二功分器关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第一一分三功分器和所述的第二一分三功分器关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第一一分六功分器和所述的第二一分六功分器关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第一一分九功分器和所述的第二一分九功分器关于所述的第二金属板中轴线轴对称,所述的第五波导通道的第一端口与所述的第一魔T的第三输出端口连接,所述的第十一单脊波导转接头的第一端口与所述的第一单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十二单脊波导转接头的第一端口与所述的第二单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十三单脊波导转接头的第一端口与所述的第三单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十四单脊波导转接头的第一端口与所述第四单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十五单脊波导转接头的第一端口与所述第五单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十六单脊波导转接头的第一端口与所述的第六单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十七单脊波导转接头的第一端口与所述的第七单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十八单脊波导转接头的第一端口与所述的第八单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十九单脊波导转接头的第一端口与所述第九单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十单脊波导转接头的第一端口与所述第十单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第七双脊波导转接头的第一端口与所述的第一一分二功分器的输入端口连接,所述的第八双脊波导转接头的第一端口与所述的第一双脊波导转接头的第二端口连接,所述的第八双脊波导转接头的第二端口与所述的第一一分三功分器的输入端口连接,所述的第九双脊波导转接头的第一端口与所述的第二双脊波导转接头的第二端口连接,所述的第九双脊波导转接头的第二端口与所述的第一一分六功分器的输入端口连接,所述的第十双脊波导转接头的第一端口与所述的第三双脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十双脊波导转接头的第二端口与所述的第一一分九功分器的输入端口连接,所述的第十一双脊波导转接头的第一端口与所述的第二一分二功分器的输入端口连接,所述的第十二双脊波导转接头的第一端口与所述的第四双脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十二双脊波导转接头的第二端口与所述的第二一分三功分器的输入端口连接,所述的第十三双脊波导转接头的第一端口与所述的第五双脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十三双脊波导转接头的第二端口与所述的第二一分六功分器的输入端口连接,所述的第十四双脊波导转接头的第一端口与所述的第六双脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十四双脊波导转接头的第二端口与所述的第二一分九功分器的输入端口连接,所述的第一一分九功分器、所述的第一一分六功分器、所述的第一一分三功分器和所述的第一一分二功分器位于所述的第二金属板的中轴线的左侧,且按照从左往右顺序依次排列,所述的第二一分二功分器、所述的第二一分三功分器、所述的第二一分六功分器以及所述的第二一分九功分器均位于所述的第二金属板的中轴线的右侧,且按照从左往右顺序依次排列,所述的第二一分二功分器位于所述的第一一分二功分器的右侧;所述的第二波导馈电网络包括第三金属板、四个耦合器、五个吸波器件、四个移相器、一个波导通道、十个单脊波导转接头以及两个双脊波导转接头,所述的第三金属板为矩形板,所述的第三金属板位于所述的第二金属板的右侧,所述的第三金属板的左端面与所述的第二金属板的右端面贴合,所述的第三金属板的前端面与所述的第二金属板的前端面位于同一平面,所述的第三金属板的后端面与所述的第二金属板的后端面位于同一平面,所述的第三金属板的上端面与所述的第二金属板的上端面位于同一平面,所述的第三金属板的下端面与所述的第二金属板的下端面位于同一平面,所述的第二波导馈电网络的四个耦合器、五个吸波器件、四个移相器、十个单脊波导转接头以及两个双脊波导转接头均设置于所述的第三金属板上,所述的第二波导馈电网络的四个耦合器均具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,将所述的第二波导馈电网络的四个耦合器分别称为第三耦合器、第四耦合器、第五耦合器以及第六耦合器,将所述的第二波导馈电网络的五个吸波器件分别称为第三吸波器件、第四吸波器件、第五吸波器件、第六吸波器件以及第七吸波器件;所述的第二波导馈电网络的四个移相器均具有第一端口和第二端口,将所述的第二波导馈电网络的四个移相器分别称为第三移相器、第四移相器、第五移相器以及第六移相器,所述的第二波导馈电网络的波导通道具有第一端口和第二端口,将所述的第二波导馈电网络的波导通道称为第六波导通道,所述的第二波导馈电网络的十个单脊波导转接头分别具有第一端口和第二端口,将所述的第二波导馈电网络的十个单脊波导转接头分别称为第二十一单脊波导转接头、第二十二单脊波导转接头、第二十三单脊波导转接头、第二十四单脊波导转接头、第二十五单脊波导转接头、第二十六单脊波导转接头、第二十七单脊波导转接头、第二十八单脊波导转接头、第二十九单脊波导转接头以及第三十单脊波导转接头,所述的第二波导馈电网络的两个双脊波导转接头均具有第一端口和第二端口,将所述的第二波导馈电网络的两个双脊波导转接头分别称为第十五双脊波导转接头以及第十六双脊波导转接头,所述的第三耦合器和所述的第五耦合器关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第四耦合器和所述的第六耦合器关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第三吸波器件和所述的第五吸波器件关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第四吸波器件和所述的第六吸波器件关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第三移相器和所述的第五移相器关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第四移相器和所述的第六移相器关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第二十一单脊波导转接头和所述的第二十六单脊波导转接头关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第二十二单脊波导转接头和所述的第二十七单脊波导转接头关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第二十三单脊波导转接头和所述的第二十八单脊波导转接头关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第二十四单脊波导转接头和所述的第二十九单脊波导转接头关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第二十五单脊波导转接头和所述的第三十单脊波导转接头关于所述的第三金属板的中轴线轴对称,所述的第十五双脊波导转接头和所述的第十六双脊波导转接头关于所述的第三金属板的中轴线轴对称;所述的第六波导通道的第一端口与所述的第七吸波器件连接,所述的第六波导通道的第二端口与所述的第五波导通道的第二端口连接;所述的第十五双脊波导转接头的第二端口与所述的第七双脊波导转接头的第二端口连接;所述的第二十一单脊波导转接头的第二端口与所述的第十一单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十二单脊波导转接头的第二端口与所述的第十二单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十三单脊波导转接头的第二端口与所述的第十三单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十四单脊波导转接头的第二端口与所述的第十四单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十五单脊波导转接头的第二端口与所述的第十五单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第十六双脊波导转接头的第二端口与所述的第十一双脊波导转接头的第二端口连接;所述的第二十六单脊波导转接头的第二端口与所述的第十六单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十七单脊波导转接头的第二端口与所述的第十七单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十八单脊波导转接头的第二端口与所述的第十八单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第二十九单脊波导转接头的第二端口与所述的第十九单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第三十单脊波导转接头的第二端口与所述的第二十单脊波导转接头的第二端口连接,所述的第三移相器的第二端口与所述的第十五双脊波导转接头的第一端口连接,所述的第四移相器的第二端口与所述的第二十二单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第五移相器的第二端口与所述的第十六双脊波导转接头的第一端口连接,所述的第六移相器的第二端口与所述的第二十七单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第三耦合器位于所述的第三金属板的中轴线左侧,所述的第三耦合器的第一端口与所述的第二十一单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第三耦合器的第二端口与第三移相器的第一端口连接,所述的第三耦合器的第三端口与所述的第三吸波器件连接,所述的第三耦合器的第四端口与所述的第四移相器的第一端口连接,所述的第四耦合器位于所述的第三耦合器的左侧,所述的第四耦合器的第一端口与所述的第二十三单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第四耦合器的第二端口与所述的第四吸波器件连接,所述的第四耦合器的第三端口与所述的第二十四单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第四耦合器的第四端口与所述的第二十五单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第五耦合器位于所述的第三金属板的中轴线右侧,所述的第五耦合器的第一端口与所述的第二十六单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第五耦合器的第二端口与第五移相器的第一端口连接,所述的第五耦合器的第三端口与所述的第五吸波器件连接,所述的第五耦合器的第四端口与所述的第六移相器的第一端口连接,所述的第六耦合器位于所述的第五耦合器的右侧,所述的第六耦合器的第一端口与所述的第二十八单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第六耦合器的第二端口与所述的第六吸波器件连接,所述的第六耦合器的第三端口与所述的第二十九单脊波导转接头的第一端口连接,所述的第六耦合器的第四端口与所述的第三十单脊波导转接头的第一端口连接;所述的辐射网络包括第四金属板以及开设在所述的第四金属板上的四十个辐射槽,所述的第四金属板为矩形板,所述的第四金属板的前端面与所述的第一金属板的前端面齐平,所述的第四金属板的后端面与所述的第一金属板的后端面齐平,所述的第四金属板的左端面与所述的第一金属板的左端面齐平,所述的第四金属板的右端面与所述的第三金属板的右端面齐平,所述的第四金属板的下端面与所述的第一金属板的上端面、所述的第二金属板的上端面和所述的第三金属板的上端面贴合,所述的四十个辐射槽的结构和参数完全一致,所述的四十个辐射槽按照从左到右顺序等间距排列,所述的矩形同轴馈电网络的两个一分二功分器的四个输出端口、两个一分三功分器的六个输出端口、两个一分六功分器的十二个输出端口以及两个一分九功分器的十八个输出端口,共40个输出端口与所述的馈电网络部分的四十个辐射槽一一对应连接。当激励信号从所述的第一魔T的输入端口馈入时,所述的第一魔T将输入其内的激励信号进行功率分配后得到三路信号分别通过其三个输出端口输出,其中所述的第一魔T的第三输出端口输出的信号经所述的第五波导通道以及所述的第六波导通道传输至所述的第七吸波器件被吸收,所述第一魔T的第一输出端口输出的信号经所述的第一耦合器的第一端口进入所述的第一耦合器进行功率分配后传输至所述的第一耦合器的第二端口、第三端口以及第四端口输出;所述的第一魔T的第二输出端口输出的信号经所述的第二耦合器的第一端口进入所述的第二耦合器进行功率分配后传输至所述的第二耦合器的第二端口、第三端口以及第四端口输出,其中所述的第一耦合器的第二端口输出的信号传输至所述的第一吸波器件被吸收,所述的第一耦合器的第三端口输出的信号经所述的第二单脊波导转接头、所述的第十二单脊波导转接头以及所述的第二十二单脊波导转接头传输至所述的第四移相器,所述的第四移相器对输入其内的信号进行转变相位后在其第一端口输出至所述的第三耦合器,所述的第三耦合器将输入其内的信号功率分配后得到的三路信号分别通过其第一端口、第二端口以及第三端口输出,其中所述的第三耦合器的第三端口输出的信号传输至所述的第三吸波器件被吸收,所述的第三耦合器的第二端口输出的信号进入所述的第三移相器进行相位变换后在所述的第三移相器的第二端口输出,所述的第三移相器的第二端口输出的信号经所述的第十五双脊波导转接头以及所述的第七双脊波导转接头传输至所述的第一一分二功分器的输入端口,所述的第一一分二功分器将输入其内的信号进行功率分配后通过其两个输出端口输出,所述的第一一分二功分器的两个输出端口输出的信号经与其相连的两个辐射槽传输辐射至自由空间,所述的第三耦合器的第一端口输出的信号经所述的第二十一单脊波导转接器、所述的第十一单脊波导转接器以及所述的第一单脊波导转接器传输至所述的第一波导通道的第一端口,所述的第一波导通道将传输至其处的信号通过其第二端口输出,所述的第一波导通道的第二端口输出的信号经所述的第一双脊波导转接头以及所述的第八双脊波导转接头传输至所述的第一一分三功分器的输入端口,所述的第一一分三功分器将其输入端口接收到的信号经功率分配后传输在其三个输出端口输出,所述的第一一分三功分器的三个输出端口输出的信号经与其相连的三个辐射槽传输辐射至自由空间;所述的第一耦合器的第四端口输出的信号经所述的第三单脊波导转接头、所述的第十三单脊波导转接头、所述的第二十三单脊波导转接头传输至所述的第四耦合器的第一端口,所述的第四耦合器将其第一端口接收的信号进行功率分配后分别在其第二端口、第三端口以及第四端口输出,其中所述的第四耦合器的第二端口输出的信号经所述的第四吸波器件被吸收,所述的第四耦合器的第三端口输出的信号经所述的第二十四单脊波导转接头、所述的第十四单脊波导转接头以及所述的第四单脊波导转接头传输至所述的第一移相器的第二端口,所述的第一移相器将其第二端口接收的信号变换相位后通过其第一输出端口输出,所述的第一移相器的第一输出端口输出的信号经所述的第二双脊波导转接头以及所述的第九双脊波导转接头传输至所述的第一一分六功分器的输入端口,所述的第一一分六功分器将其输入端口接收的信号进行功率分配后分别在其六个输出端口输出,所述的第一一分六功分器的六个输出端口输出的信号经与其相连的六个辐射槽传输辐射至自由空间;所述的第四耦合器的第四端口输出的信号经所述的第二十五单脊波导转接头、所述的第十五单脊波导转接头以及所述的第五单脊波导转接头传输至所述的第二波导通道的第一端口,所述的第二波导通道将其第一端口接收的信号在其第二端口输出,所述的第二波导通道的第二端口输出的信号经所述的第三双脊波导转接头以及所述的第十双脊波导转接头传输至所述的第一一分九功分器的输入端口,所述的第一一分九功分器将其输入端口接收的信号功率分配后分别在其九个输出端口输出,第一一分九功分器的九个输出端口输出的信号经与其相连的九个辐射槽传输辐射至自由空间;所述的第二耦合器的第二端口输出的信号传输至所述的第二吸波器件被吸收,所述的第二耦合器的第三端口输出的信号经所述的第七单脊波导转接头、所述的第十七单脊波导转接头以及所述的第二十七单脊波导转接头传输至所述的第六移相器的第二端口,第六移相器对输入其处的信号转变相位后在其第一端口输出,所述的第六移相器的第一端口输出的信号经所述的第五耦合器的第四端口输入至所述的第五耦合器,所述的第五耦合器将输入其处的信号功率分配后后分别在其第一端口、第二端口以及第三端口输出,其中所述的第五耦合器的第三端口输出的信号传输至所述的第五吸波器件被吸收,所述的第五耦合器的第二端口输出的信号传输至所述的第五移相器的第一端口,所述的第五移相器将输入其处的信号相位变换后在其第二端口输出,所述的第五移相器的第二端口输出的信号经所述的第十六双脊波导转接头以及所述的第十一双脊波导转接头传输至所述的第二一分二功分器的输入端口,所述的第二一分二功分器将其输入端口接入的信号进行功率分配后在其两个输出端口,所述的第二一分二功分器的两个输出端口输出的信号经与其相连的两个辐射槽传输辐射至自由空间;所述的第五耦合器的第一端口输出的信号经所述的第二十六单脊波导转接器、所述的第十六单脊波导转接器以及所述的第六单脊波导转接器传输至所述的第三波导通道的第一端口,所述的第三波导通道将其第一端口接收的信号在其第二端口输出,所述的第三波导通道的第二端口输出的信号经所述的第四双脊波导转接头以及所述的第十二双脊波导转接头传输至所述的第二一分三功分器的输入端口,所述的第二一分三功分器将其输入端口接收的信号经功率分配在其三个输出端口输出,所述的第二一分三功分器的三个输出端口输出的信号经与其相连的三个辐射槽传输辐射至自由空间;所述的第二耦合器的第四端口输出的信号经所述的第八单脊波导转接头、所述的第十八单脊波导转接头、所述的第二十八单脊波导转接头传输至所述的第六耦合器的第一端口,所述的第六耦合器将其第一端口接收的信号进行功率分配后分别在其第二端口、第三端口以及第四端口输出,其中所述的第六耦合器的第二端口输出的信号经所述的第六吸波器件被吸收,所述的第六耦合器的第三端口输出的信号经所述的第二十九单脊波导转接头、所述的第十九单脊波导转接头以及所述的第九单脊波导转接头传输至所述的第二移相器的第二端口,所述的第二移相器将其第二端口接收的信号变换相位后在其第一端口输出,所述的第二移相器的第一端口输出的信号经所述的第五双脊波导转接头以及所述的第十三双脊波导转接头传输至所述的第二一分六功分器的输入端口,所述的第二一分六功分器将其输入端口接收的信号进行功率分配后在其六个输出端口输出,所述的第二一分六功分器的六个输出端口输出的信号经与其相连的六个辐射槽传输辐射至自由空间;所述的第六耦合器的第四端口得到的信号经所述的第三十单脊波导转接头、所述的第二十单脊波导转接头以及所述的第十单脊波导转接头传输至所述的第四波导通道的第一端口,所述的第四波导通道将其第一端口接收的信号传输至其第二端口输出,所述的第四波导通道的第二端口输出的信号经所述的第六双脊波导转接头以及所述的第十四双脊波导转接头传输至所述的第二一分九功分器的输入端口,所述的第二一分九功分器将其输入端口接收的信号经功率分配后在其九个输出端口输出,所述的第二一分九功分器的九个输出端口输出的信号经与其相连的九个辐射槽传输辐射至自由空间。

与现有技术相比,本发明的优点在于通过按照由下至上的顺序层叠的馈电网络和辐射网络构成余割平方天线,馈电网络用于将输入的激励信号转换成余割平方天线所需的幅度分布以及相位分布的电磁波传输给所述的辐射网络,辐射网络用于将馈电网络传输至其处的电磁波辐射至自由空间,馈电网络为基于波导结构以及同轴结构的混合馈电网络,由此,本发明带宽较宽,效率较高,能够在宽带宽和高增益场景中应用。

附图说明

图1为本发明的余割平方天线的分解图;

图2为本发明的余割平方天线的第一波导馈电网络的结构图;

图3为本发明的余割平方天线的矩形同轴馈电网络的结构图;

图4为本发明的余割平方天线的第二波导馈电网络的结构图;

图5为本发明的余割平方天线的仿真增益曲线、真实测量的增益曲线和效率曲线图;

图6为本发明的余割平方天线的仿真和真实测量的反射系数曲线图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例:一种余割平方天线,包括按照由下至上的顺序层叠的馈电网络和辐射网络1,馈电网络用于将输入的激励信号转换成余割平方天线所需的幅度分布以及相位分布的电磁波传输给辐射网络1,辐射网络1用于将馈电网络传输至其处的电磁波辐射至自由空间,馈电网络为基于波导结构以及同轴结构的混合馈电网络。

如图1至图4所示,本实施例中,馈电网络包括由左至右并行排布的第一波导馈电网络2、矩形同轴馈电网络3以及第二波导馈电网络4;第一波导馈电网络2包括第一金属板5、第一魔T6、两个耦合器、两个移相器、两个吸波器件、十个单脊波导转接头、六个双脊波导转接头以及四个波导通道,第一金属板5为矩形板,第一波导馈电网络2中,第一魔T6、两个耦合器、两个移相器、两个吸波器件、十个单脊波导转接头、六个双脊波导转接头以及四个波导通道均设置在第一金属板5上,第一波导馈电网络2中的两个耦合器均具有四个端口,将该四个端口称为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,将第一波导馈电网络2中的两个耦合器分别称为第一耦合器7以及第二耦合器8,第一波导馈电网络2中的两个移相器均具有两个端口,将该两个端口称为第一端口和第二端口,将第一波导馈电网络2中的两个移相器分别称为第一移相器9以及第二移相器10,将第一波导馈电网络2中的两个吸波器件分别称为第一吸波器件11以及第二吸波器件12,第一波导馈电网络2中的十个单脊波导转接头均具有两个端口,将每个单脊波导转接头的两个端口分别称为第一端口和第二端口,将第一波导馈电网络2中的十个单脊波导转接头分别称为第一单脊波导转接头13、第二单脊波导转接头14、第三单脊波导转接头15、第四单脊波导转接头16、第五单脊波导转接头17、第六单脊波导转接头18、第七单脊波导转接头19、第八单脊波导转接头20、第九单脊波导转接头21以及第十单脊波导转接头22,第一波导馈电网络2中的六个双脊波导转接头均具有两个端口,两个端口分别为第一端口和第二端口,将第一波导馈电网络2中的六个双脊波导转接头分别称为第一双脊波导转接头23、第二双脊波导转接头24、第三双脊波导转接头25、第四双脊波导转接头26、第五双脊波导转接头27以及第六双脊波导转接头28,第一波导馈电网络2中的四个波导通道均具有两个端口,两个端口分别为第一端口和第二端口,将第一波导馈电网络2中的四个波导通道分别称为第一波导通道29、第二波导通道30、第三波导通道31以及第四波导通道32,第一魔T6设置在第一金属板5的中心处,且关于第一金属板5的中轴线轴对称,第一魔T6具有一个输入端口以及三个输出端口,将第一魔T6的三个输出端口分别称为第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口;第一耦合器7和第二耦合器8关于第一金属板5的中轴线轴对称,第一移相器9和第二移相器10关于第一金属板5的中轴线轴对称,第一吸波器件11和第二吸波器件12关于第一金属板5的中轴线轴对称,第一单脊波导转接头13和第六单脊波导转接头18关于第一金属板5的中轴线轴对称,第二单脊波导转接头14和第七单脊波导转接头19关于第一金属板5的中轴线轴对称,第三单脊波导转接头15和第八单脊波导转接头20关于第一金属板5的中轴线轴对称,第四单脊波导转接头16和九单脊波导转接头关于第一金属板5的中轴线轴对称,第五单脊波导转接头17和第十单脊波导转接头22关于第一金属板5的中轴线轴对称,第一双脊波导转接头23和第四双脊波导转接头26关于第一金属板5的中轴线轴对称,第二双脊波导转接头24和第五双脊波导转接头27关于第一金属板5的中轴线轴对称,第三双脊波导转接头25和第六双脊波导转接头28关于第一金属板5的中轴线轴对称,第一波导通道29和第三波导通道31关于第一金属板5的中轴线轴对称,第二波导通道30和第四波导通道32关于第一金属板5的中轴线轴对称;第一魔T6的输入端口601接外部输入信号,第一魔T6的第一输出端口602与第一耦合器7的第一端口701连接,第一魔T6的第二输出端口603与第二耦合器8的第一端口801连接,第一耦合器7的第二端口702与第一吸波器件11连接,第一耦合器7的第三端口703与第二单脊波导转接头14的第一端口连接,第一耦合器7的第四端口704与第三单脊波导转接头15的第一端口连接,第二耦合器8的第二端口802与第二吸波器件12连接,第二耦合器8的第三端口803与第七单脊波导转接头19的第一端口连接,第二耦合器8的第四端口804与第八单脊波导转接头20的第一端口连接,第一移相器9位于第一耦合器7的左侧,第一移相器9的第一端口901与第二双脊波导转接头24的第一端口连接,第一移相器9的第二端口902与第四单脊波导转接头16的第一端口连接,第二移相器10的第一端口1001与第五双脊波导转接头27的第一端口连接,第二移相器10的第二端口1002与第九单脊波导转接头21的第一端口连接,第一波导通道29位于第一耦合器7的下方,第一波导通道29的第一端口291与第一单脊波导转接头13的第一端口连接,第一波导通道29的第二端口292与第一双脊波导转接头23的第一端口连接,第二波导通道30位于第一移相器9的左侧,第二波导通道30的第一端口301与第五单脊波导转接头17的第一端口连接,第二波导通道30的第二端口302与第三双脊波导转接头25的第一端口连接;第三波导通道31的第一端口311与第六单脊波导转接头18的第一端口连接,第三波导通道31的第二端口312与第四双脊波导转接头26的第一端口连接,第四波导通道32位于第二移相器10的右侧,第四波导通道32的第一端口321与第十单脊波导转接头22的第一端口连接,第四波导通道32的第二端口322与第六双脊波导转接头28的第一端口连接;

矩形同轴馈电网络3包含第二金属板33、两个一分二功分器、两个一分三功分器、两个一分六功分器、两个一分九功分器、十个单脊波导转接头、八个双脊波导转接头以及一个波导通道,第二金属板33为矩形板,第二金属板33位于第一金属板5的右侧,第二金属板33的左端面与第一金属板5的右端面贴合,第二金属板33的前端面与第一金属板5的前端面位于同一平面,第二金属板33的后端面与第一金属板5的后端面位于同一平面,第二金属板33的上端面与第一金属板5的上端面位于同一平面,第二金属板33的下端面与第一金属板5的下端面位于同一平面,矩形同轴馈电网络3的两个一分二功分器、两个一分三功分器、两个一分六功分器、两个一分九功分器、十个单脊波导转接头、八个双脊波导转接头以及一个波导通道均设置在第二金属板33上,矩形同轴馈电网络3的两个一分二功分器均具有一个输入端口和两个输出端口,将矩形同轴馈电网络3的两个一分二功分器分别称为第一一分二功分器34和第二一分二功分器35,矩形同轴馈电网络3的两个一分三功分器均具有一个输入端口和三个输出端口,将矩形同轴馈电网络3的两个一分三功分器分别称为第一一分三功分器36和第二一分三功分器37,矩形同轴馈电网络3的两个一分六功分器均具有一个输入端口和六个输出端口,将矩形同轴馈电网络3的两个一分六功分器分别称为第一一分六功分器38和第二一分六功分器39,矩形同轴馈电网络3的两个一分九功分器均具有一个输入端口和九个输出端口,将矩形同轴馈电网络3的两个一分九功分器分别称为第一一分九功分器40和第二一分九功分器41,矩形同轴馈电网络3的十个单脊波导转接头均具有两个端口,两个端口分别为第一端口和第二端口,将矩形同轴馈电网络3的十个单脊波导转接头分别称为第十一单脊波导转接头42、第十二单脊波导转接头43、第十三单脊波导转接头44、第十四单脊波导转接头45、第十五单脊波导转接头46、第十六单脊波导转接头47、第十七单脊波导转接头48、第十八单脊波导转接头49、第十九单脊波导转接头50和第二十单脊波导转接头51,矩形同轴馈电网络3的八个个双脊波导转接头均具有第一端口和第二端口,将矩形同轴馈电网络3的八个双脊波导转接头分别称为第七双脊波导转接头52、第八双脊波导转接头53、第九双脊波导转接头54、第十双脊波导转接头55、第十一双脊波导转接头56、第十二双脊波导转接头57、第十三双脊波导转接头58和第十四双脊波导转接头59,将矩形同轴馈电网络3的波导通道称为第五波导通道60,第五波导通道60具有第一端口和第二端口;第七双脊波导转接头52和第十一双脊波导转接头56关于第二金属板33中轴线轴对称,第八双脊波导转接头53和第十二脊波导转接头关于第二金属板33中轴线轴对称,第九双脊波导转接头54和第十三双脊波导转接头58关于第二金属板33中轴线轴对称,第十双脊波导转接头55和第十四双脊波导转接头59关于第二金属板33中轴线轴对称,第十一单脊波导转接头42和第十六单脊波导转接头47关于第二金属板33中轴线轴对称,第十二单脊波导转接头43和第十七单脊波导转接头48关于第二金属板33中轴线轴对称,第十三单脊波导转接头44和第十八单脊波导转接头49关于第二金属板33中轴线轴对称,第十四单脊波导转接头45和第十九单脊波导转接头50关于第二金属板33中轴线轴对称,第十五单脊波导转接头46和第二十单脊波导转接头51关于第二金属板33中轴线轴对称,第一一分二功分器34和第二一分二功分器35关于第二金属板33中轴线轴对称,第一一分三功分器36和第二一分三功分器37关于第二金属板33中轴线轴对称,第一一分六功分器38和第二一分六功分器39关于第二金属板33中轴线轴对称,第一一分九功分器40和第二一分九功分器41关于第二金属板33中轴线轴对称,第五波导通道60的第一端口与第一魔T6的第三输出端口604连接,第十一单脊波导转接头42的第一端口与第一单脊波导转接头13的第二端口连接,第十二单脊波导转接头43的第一端口与第二单脊波导转接头14的第二端口连接,第十三单脊波导转接头44的第一端口与第三单脊波导转接头15的第二端口连接,第十四单脊波导转接头45的第一端口与所述第四单脊波导转接头16的第二端口连接,第十五单脊波导转接头46的第一端口与所述第五单脊波导转接头17的第二端口连接,第十六单脊波导转接头47的第一端口与第六单脊波导转接头18的第二端口连接,第十七单脊波导转接头48的第一端口与第七单脊波导转接头19的第二端口连接,第十八单脊波导转接头49的第一端口与第八单脊波导转接头20的第二端口连接,第十九单脊波导转接头50的第一端口与所述第九单脊波导转接头21的第二端口连接,第二十单脊波导转接头51的第一端口与所述第十单脊波导转接头22的第二端口连接,第七双脊波导转接头52的第一端口与第一一分二功分器34的输入端口340连接,第八双脊波导转接头53的第一端口与第一双脊波导转接头23的第二端口连接,第八双脊波导转接头53的第二端口与第一一分三功分器36的输入端口360连接,第九双脊波导转接头54的第一端口与第二双脊波导转接头24的第二端口连接,第九双脊波导转接头54的第二端口与第一一分六功分器38的输入端口380连接,第十双脊波导转接头55的第一端口与第三双脊波导转接头25的第二端口连接,第十双脊波导转接头55的第二端口与第一一分九功分器40的输入端口400连接,第十一双脊波导转接头56的第一端口与第二一分二功分器35的输入端口连接,第十二双脊波导转接头57的第一端口与第四双脊波导转接头26的第二端口连接,第十二双脊波导转接头57的第二端口与第二一分三功分器37的输入端口连接,第十三双脊波导转接头58的第一端口与第五双脊波导转接头27的第二端口连接,第十三双脊波导转接头58的第二端口与第二一分六功分器39的输入端口连接,第十四双脊波导转接头59的第一端口与第六双脊波导转接头28的第二端口连接,第十四双脊波导转接头59的第二端口与第二一分九功分器41的输入端口连接,第一一分九功分器40、第一一分六功分器38、第一一分三功分器36和第一一分二功分器34位于第二金属板33的中轴线的左侧,且按照从左往右顺序依次排列,第二一分二功分器35、第二一分三功分器37、第二一分六功分器39以及第二一分九功分器41均位于第二金属板33的中轴线的右侧,且按照从左往右顺序依次排列,第二一分二功分器35位于第一一分二功分器34的右侧;

第二波导馈电网络4包括第三金属板61、四个耦合器、五个吸波器件、四个移相器、一个波导通道、十个单脊波导转接头以及两个双脊波导转接头,第三金属板61为矩形板,第三金属板61位于第二金属板33的右侧,第三金属板61的左端面与第二金属板33的右端面贴合,第三金属板61的前端面与第二金属板33的前端面位于同一平面,第三金属板61的后端面与第二金属板33的后端面位于同一平面,第三金属板61的上端面与第二金属板33的上端面位于同一平面,第三金属板61的下端面与第二金属板33的下端面位于同一平面,第二波导馈电网络4的四个耦合器、五个吸波器件、四个移相器、十个单脊波导转接头以及两个双脊波导转接头均设置于第三金属板61上,第二波导馈电网络4的四个耦合器均具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,将第二波导馈电网络4的四个耦合器分别称为第三耦合器62、第四耦合器63、第五耦合器64以及第六耦合器65,将第二波导馈电网络4的五个吸波器件分别称为第三吸波器件66、第四吸波器件67、第五吸波器件68、第六吸波器件69以及第七吸波器件70;第二波导馈电网络4的四个移相器均具有第一端口和第二端口,将第二波导馈电网络4的四个移相器分别称为第三移相器71、第四移相器72、第五移相器73以及第六移相器74,第二波导馈电网络4的波导通道具有第一端口和第二端口,将第二波导馈电网络4的波导通道称为第六波导通道75,第二波导馈电网络4的十个单脊波导转接头分别具有第一端口和第二端口,将第二波导馈电网络4的十个单脊波导转接头分别称为第二十一单脊波导转接头76、第二十二单脊波导转接头77、第二十三单脊波导转接头78、第二十四单脊波导转接头79、第二十五单脊波导转接头80、第二十六单脊波导转接头81、第二十七单脊波导转接头82、第二十八单脊波导转接头83、第二十九单脊波导转接头84以及第三十单脊波导转接头85,第二波导馈电网络4的两个双脊波导转接头均具有第一端口和第二端口,将第二波导馈电网络4的两个双脊波导转接头分别称为第十五双脊波导转接头86以及第十六双脊波导转接头87,第三耦合器62和第五耦合器64关于第三金属板61的中轴线轴对称,第四耦合器63和第六耦合器65关于第三金属板61的中轴线轴对称,第三吸波器件66和第五吸波器件68关于第三金属板61的中轴线轴对称,第四吸波器件67和第六吸波器件69关于第三金属板61的中轴线轴对称,第三移相器71和第五移相器73关于第三金属板61的中轴线轴对称,第四移相器72和第六移相器74关于第三金属板61的中轴线轴对称,第二十一单脊波导转接头76和第二十六单脊波导转接头81关于第三金属板61的中轴线轴对称,第二十二单脊波导转接头77和第二十七单脊波导转接头82关于第三金属板61的中轴线轴对称,第二十三单脊波导转接头78和第二十八单脊波导转接头83关于第三金属板61的中轴线轴对称,第二十四单脊波导转接头79和第二十九单脊波导转接头84关于第三金属板61的中轴线轴对称,第二十五单脊波导转接头80和第三十单脊波导转接头85关于第三金属板61的中轴线轴对称,第十五双脊波导转接头86和第十六双脊波导转接头87关于第三金属板61的中轴线轴对称;第六波导通道75的第一端口与第七吸波器件70连接,第六波导通道75的第二端口与第五波导通道60的第二端口连接;第十五双脊波导转接头86的第二端口与第七双脊波导转接头52的第二端口连接;第二十一单脊波导转接头76的第二端口与第十一单脊波导转接头42的第二端口连接,第二十二单脊波导转接头77的第二端口与第十二单脊波导转接头43的第二端口连接,第二十三单脊波导转接头78的第二端口与第十三单脊波导转接头44的第二端口连接,第二十四单脊波导转接头79的第二端口与第十四单脊波导转接头45的第二端口连接,第二十五单脊波导转接头80的第二端口与第十五单脊波导转接头46的第二端口连接,第十六双脊波导转接头87的第二端口与第十一双脊波导转接头56的第二端口连接;第二十六单脊波导转接头81的第二端口与第十六单脊波导转接头47的第二端口连接,第二十七单脊波导转接头82的第二端口与第十七单脊波导转接头48的第二端口连接,第二十八单脊波导转接头83的第二端口与第十八单脊波导转接头49的第二端口连接,第二十九单脊波导转接头84的第二端口与第十九单脊波导转接头50的第二端口连接,第三十单脊波导转接头85的第二端口与第二十单脊波导转接头51的第二端口连接,第三移相器71的第二端口712与第十五双脊波导转接头86的第一端口连接,第四移相器72的第二端口722与第二十二单脊波导转接头77的第一端口连接,第五移相器73的第二端口732与第十六双脊波导转接头87的第一端口连接,第六移相器74的第二端口与第二十七单脊波导转接头82的第一端口连接,第三耦合器62位于第三金属板61的中轴线左侧,第三耦合器62的第一端口621与第二十一单脊波导转接头76的第一端口连接,第三耦合器62的第二端口622与第三移相器71的第一端口711连接,第三耦合器62的第三端口623与第三吸波器件66连接,第三耦合器62的第四端口624与第四移相器72的第一端口721连接,第四耦合器63位于第三耦合器62的左侧,第四耦合器63的第一端口631与第二十三单脊波导转接头78的第一端口连接,第四耦合器63的第二端口632与第四吸波器件67连接,第四耦合器63的第三端口633与第二十四单脊波导转接头79的第一端口连接,第四耦合器63的第四端口634与第二十五单脊波导转接头80的第一端口连接,第五耦合器64位于第三金属板61的中轴线右侧,第五耦合器64的第一端口641与第二十六单脊波导转接头81的第一端口连接,第五耦合器64的第二端口642与第五移相器73的第一端口731连接,第五耦合器64的第三端口643与第五吸波器件68连接,第五耦合器64的第四端口644与第六移相器74的第一端口连接,第六耦合器65位于第五耦合器64的右侧,第六耦合器65的第一端口651与第二十八单脊波导转接头83的第一端口连接,第六耦合器65的第二端口652与第六吸波器件69连接,第六耦合器65的第三端口653与第二十九单脊波导转接头84的第一端口连接,第六耦合器65的第四端口654与第三十单脊波导转接头85的第一端口连接;

辐射网络1包括第四金属板88以及开设在第四金属板88上的四十个辐射槽89,第四金属板88为矩形板,第四金属板88的前端面与第一金属板5的前端面齐平,第四金属板88的后端面与第一金属板5的后端面齐平,第四金属板88的左端面与第一金属板5的左端面齐平,第四金属板88的右端面与第三金属板61的右端面齐平,第四金属板88的下端面与第一金属板5的上端面、第二金属板33的上端面和第三金属板61的上端面贴合,四十个辐射槽89的结构和参数完全一致,四十个辐射槽89按照从左到右顺序等间距排列,矩形同轴馈电网络3的两个一分二功分器的四个输出端口、两个一分三功分器的六个输出端口、两个一分六功分器的十二个输出端口以及两个一分九功分器的十八个输出端口,共40个输出端口与馈电网络部分的四十个辐射槽89一一对应连接。

当激励信号从第一魔T6的输入端口601馈入时,第一魔T6将输入其内的激励信号进行功率分配后得到三路信号分别通过其三个输出端口输出,其中第一魔T6的第三输出端口604输出的信号经第五波导通道60以及第六波导通道75传输至第七吸波器件70被吸收,所述第一魔T6的第一输出端口602输出的信号经第一耦合器7的第一端口701进入第一耦合器7进行功率分配后传输至第一耦合器7的第二端口702、第三端口以及第四端口输出;第一魔T6的第二输出端口603输出的信号经第二耦合器8的第一端口801进入第二耦合器8进行功率分配后传输至第二耦合器8的第二端口802、第三端口以及第四端口输出,其中第一耦合器7的第二端口702输出的信号传输至第一吸波器件11被吸收,第一耦合器7的第三端口703输出的信号经第二单脊波导转接头14、第十二单脊波导转接头43以及第二十二单脊波导转接头77传输至第四移相器72,第四移相器72对输入其内的信号进行转变相位后在其第一端口输出至第三耦合器62,第三耦合器62将输入其内的信号功率分配后得到的三路信号分别通过其第一端口、第二端口以及第三端口输出,其中第三耦合器62的第三端口623输出的信号传输至第三吸波器件66被吸收,第三耦合器62的第二端口622输出的信号进入第三移相器71进行相位变换后在第三移相器71的第二端口712输出,第三移相器71的第二端口712输出的信号经第十五双脊波导转接头86以及第七双脊波导转接头52传输至第一一分二功分器34的输入端口340,第一一分二功分器34将输入其内的信号进行功率分配后通过其两个输出端口输出,第一一分二功分器34的两个输出端口341、342输出的信号经与其相连的两个辐射槽89传输辐射至自由空间,第三耦合器62的第一端口621输出的信号经第二十一单脊波导转接器、第十一单脊波导转接器以及第一单脊波导转接器传输至第一波导通道29的第一端口291,第一波导通道29将传输至其处的信号通过其第二端口输出,第一波导通道29的第二端口292输出的信号经第一双脊波导转接头23以及第八双脊波导转接头53传输至第一一分三功分器36的输入端口360,第一一分三功分器36将其输入端口接收到的信号经功率分配后传输在其三个输出端口输出,第一一分三功分器36的三个输出端口361、362、363输出的信号经与其相连的三个辐射槽89传输辐射至自由空间;第一耦合器7的第四端口704输出的信号经第三单脊波导转接头15、第十三单脊波导转接头44、第二十三单脊波导转接头78传输至第四耦合器63的第一端口631,第四耦合器63将其第一端口接收的信号进行功率分配后分别在其第二端口、第三端口以及第四端口输出,其中第四耦合器63的第二端口632输出的信号经第四吸波器件67被吸收,第四耦合器63的第三端口633输出的信号经第二十四单脊波导转接头79、第十四单脊波导转接头45以及第四单脊波导转接头16传输至第一移相器9的第二端口902,第一移相器9将其第二端口接收的信号变换相位后通过其第一输出端口输出,第一移相器9的第一输出端口输出的信号经第二双脊波导转接头24以及第九双脊波导转接头54传输至第一一分六功分器38的输入端口380,第一一分六功分器38将其输入端口接收的信号进行功率分配后分别在其六个输出端口输出,第一一分六功分器38的六个输出端口381、382、383、384、385、386输出的信号经与其相连的六个辐射槽89传输辐射至自由空间;第四耦合器63的第四端口634输出的信号经第二十五单脊波导转接头80、第十五单脊波导转接头46以及第五单脊波导转接头17传输至第二波导通道30的第一端口301,第二波导通道30将其第一端口接收的信号在其第二端口输出,第二波导通道30的第二端口302输出的信号经第三双脊波导转接头25以及第十双脊波导转接头55传输至第一一分九功分器40的输入端口400,第一一分九功分器40将其输入端口接收的信号功率分配后分别在其九个输出端口输出,第一一分九功分器40的九个输出端口401、402、403、404、405、406、407、408、409输出的信号经与其相连的九个辐射槽89传输辐射至自由空间;第二耦合器8的第二端口802输出的信号传输至第二吸波器件12被吸收,第二耦合器8的第三端口803输出的信号经第七单脊波导转接头19、第十七单脊波导转接头48以及第二十七单脊波导转接头82传输至第六移相器74的第二端口,第六移相器74对输入其处的信号转变相位后在其第一端口输出,第六移相器74的第一端口输出的信号经第五耦合器64的第四端口644输入至第五耦合器64,第五耦合器64将输入其处的信号功率分配后后分别在其第一端口、第二端口以及第三端口输出,其中第五耦合器64的第三端口643输出的信号传输至第五吸波器件68被吸收,第五耦合器64的第二端口642输出的信号传输至第五移相器73的第一端口731,第五移相器73将输入其处的信号相位变换后在其第二端口输出,第五移相器73的第二端口732输出的信号经第十六双脊波导转接头87以及第十一双脊波导转接头56传输至第二一分二功分器35的输入端口,第二一分二功分器35将其输入端口接入的信号进行功率分配后在其两个输出端口,第二一分二功分器35的两个输出端口输出的信号经与其相连的两个辐射槽89传输辐射至自由空间;第五耦合器64的第一端口641输出的信号经第二十六单脊波导转接器、第十六单脊波导转接器以及第六单脊波导转接器传输至第三波导通道31的第一端口311,第三波导通道31将其第一端口接收的信号在其第二端口输出,第三波导通道31的第二端口312输出的信号经第四双脊波导转接头26以及第十二双脊波导转接头57传输至第二一分三功分器37的输入端口,第二一分三功分器37将其输入端口接收的信号经功率分配在其三个输出端口输出,第二一分三功分器37的三个输出端口输出的信号经与其相连的三个辐射槽89传输辐射至自由空间;第二耦合器8的第四端口804输出的信号经第八单脊波导转接头20、第十八单脊波导转接头49、第二十八单脊波导转接头83传输至第六耦合器65的第一端口651,第六耦合器65将其第一端口接收的信号进行功率分配后分别在其第二端口、第三端口以及第四端口输出,其中第六耦合器65的第二端口652输出的信号经第六吸波器件69被吸收,第六耦合器65的第三端口653输出的信号经第二十九单脊波导转接头84、第十九单脊波导转接头50以及第九单脊波导转接头21传输至第二移相器10的第二端口1002,第二移相器10将其第二端口接收的信号变换相位后在其第一端口输出,第二移相器10的第一端口1001输出的信号经第五双脊波导转接头27以及第十三双脊波导转接头58传输至第二一分六功分器39的输入端口,第二一分六功分器39将其输入端口接收的信号进行功率分配后在其六个输出端口输出,第二一分六功分器39的六个输出端口输出的信号经与其相连的六个辐射槽89传输辐射至自由空间;第六耦合器65的第四端口654得到的信号经第三十单脊波导转接头85、第二十单脊波导转接头51以及第十单脊波导转接头22传输至第四波导通道32的第一端口321,第四波导通道32将其第一端口接收的信号传输至其第二端口输出,第四波导通道32的第二端口322输出的信号经第六双脊波导转接头28以及第十四双脊波导转接头59传输至第二一分九功分器41的输入端口,第二一分九功分器41将其输入端口接收的信号经功率分配后在其九个输出端口输出,第二一分九功分器41的九个输出端口输出的信号经与其相连的九个辐射槽89传输辐射至自由空间。

本发明的余割平方天线,基于波导结构以及矩形同轴结构所组成的混合馈电网络结构,被设计成夹层结构以进一步减小天线轮廓。制作本发明的余割平方天线,并测量了该余割平方天线工作于X波段的相关参数(增益、效率和反射系数),同时基于HFSS软件对本发明的余割平方天线进行仿真,采用远场天线测试系统对其辐射性能(增益和反射系数)进行了测试。其中,本发明的余割平方天线仿真增益曲线、真实测量的增益曲线和效率曲线图如图5所示,本发明的余割平方天线仿真和真实测量的反射系数曲线图如图6所示。分析图5和图6可知,在6-7.4GHz的频率范围内,仿真和实测的峰值增益均超过16.5dBi,反射系数低于-12dB,实测天线效率高于80%。由此可知,本发明的余割平方天线具有宽带和高辐射性能,能够成为雷达和基站应用的一个有吸引力的候选天线。

相关技术
  • 一种宽频带余割平方波束赋形天线
  • 一种余割平方天线
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06120114740176