本发明属于波导天线,更具体地说,是涉及一种波导阵列天线。
背景技术:
1、天线是微波产品的主要元器件之一,负责电磁波的发射和接收,其电性能的优劣直接影响信号质量的好坏。按照实现形式划分,天线可以分为面天线、微带天线和波导天线。面天线通常采用空馈形式,具有极高增益、低损耗等优点,通常用在远距离信号传输如深空探测领域。波导天线虽然具有独特的特点,如高功率、强屏蔽、低损耗、结构简单、牢靠,以及具有经典的解析解,但其成本相对较高,因此常被用于性能稳定的标准天线或高增益天线。随着pcb工艺和微波互联技术的兴起,设计具有低剖面、小型化,低成本等特点的微带天线的设计技术也开始兴起,微带天线具有中等增益等特点,可以实现宽带、带阻、波束赋型等特殊指标要求。微带天线可以设计成平面结构的面天线、波导天线,也能直接与微波芯片互联,其成本低廉,因而开始成为通信和雷达天线的主要形式。但由于电磁波需要在pcb塑料基板中进行传播,具有一定的插入损耗,尤其在77ghz频段,随着馈线网络的增加,线损显著增加。
2、近些年,随着cnc加工、表面处理工艺和注塑工艺的发展,金属加工或注塑电镀工艺的金属表面光洁度得到了明显改善,使得毫米波波导天线的辐射效率明显提高,逐渐开始用于对天线效率要求比较高的应用场合,如卫星通信雷达、车载毫米波雷达。对比微带天线,波导天线具有明显的优、缺点,优点是工作带宽大、辐射效率高,缺点是尺寸大。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种波导阵列天线,以解决现有技术中存在的波导天线尺寸较大的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种波导阵列天线,包括两层金属板及位于两层金属板内的波导天线单元、波导弯折结构、波导功分器和波导传输线,所述两层金属板内设有用于形成所述波导天线单元、所述波导弯折结构、所述波导功分器和所述波导传输线的容纳腔,所述波导传输线、所述波导弯折结构、所述波导功分器及所述波导天线单元依次连接,所述波导弯折结构的一端与所述波导传输线连接,另一端沿水平方向延伸,且所述波导弯折结构的另一端具有向上的弯折部,所述波导功分器与所述弯折部的上端连接,所述波导天线单元与所述波导功分器的上端连接,所述波导弯折结构位于下层所述金属板的所述容纳腔中,所述波导天线单元位于上层的所述容纳腔中,所述波导功分器的上下部分别位于两层所述金属板的容纳腔中。
3、在一种可能的实现方式中,所述波导弯折结构为u型、l型或者s型结构。
4、在一种可能的实现方式中,下层所述金属板的上端开设有相连通的第一容纳槽和第二容纳槽,上层所述金属板开设有多个贯穿的连通孔,且所述连通孔位于所述第二容纳槽的正上方,所述第一容纳槽、所述第二容纳槽及所述连通孔形成用于传播信号的所述波导传输线、波导弯折结构、波导功分器和波导天线单元。
5、在一种可能的实现方式中,上层所述金属板的下端还设有第三容纳槽,所述第三容纳槽与所述第一容纳槽相对接,所述第一容纳槽和所述第三容纳槽形成所述波导传输线。
6、在一种可能的实现方式中,所述波导功分器、所述波导弯折结构和波导传输线为单一波导形式或者多种波导的混合形式。
7、在一种可能的实现方式中,所述波导功分器为单一串联功分器、单一并联功分器或串或者串并结合功分器的形式。
8、在一种可能的实现方式中,所述金属板为金属材质制件或者电镀塑料板。
9、本发明提供的波导阵列天线的有益效果在于:与现有技术相比,本发明波导阵列天线,在两层金属板内设置容纳腔而形成波导天线单元、波导弯折结构、波导功分器和波导传输线,通过波导弯折结构将波导传输线与波导功分器相连接,且借助波导弯折结构使波导传输线与波导功分器并列布置;波导弯折结构的一端与波导传输线连接,另一端沿水平方向延伸,且形成向上弯折的弯折部,进而将波导功分器连接于弯折部上,波导功分器的下部分位于下层金属板的容纳腔中,上部分位于上层金属板的容纳腔中,波导天线单元位于波导功分器上且位于上层金属板的容纳腔中;通过这种结构的天线,波导功分器和波导天线单元不再沿竖直方向依次布置,而是借助波导弯折结构而使波导功分器、波导天线单元并列布置于波导传输线的一侧,达到了整个波导阵列天线在竖直方向上尺寸缩小的目的,相较于未引入波导弯折结构的波导阵列天线形式,竖直方向上的尺寸减小了35%,且仅需要两层金属板即可。
1.一种波导阵列天线,其特征在于,包括两层金属板及位于两层金属板内的波导天线单元、波导弯折结构、波导功分器和波导传输线,所述两层金属板内设有用于形成所述波导天线单元、所述波导弯折结构、所述波导功分器和所述波导传输线的容纳腔,所述波导传输线、所述波导弯折结构、所述波导功分器及所述波导天线单元依次连接,所述波导弯折结构的一端与所述波导传输线连接,另一端沿水平方向延伸,且所述波导弯折结构的另一端具有向上的弯折部,所述波导功分器与所述弯折部的上端连接,所述波导天线单元与所述波导功分器的上端连接,所述波导弯折结构位于下层所述金属板的所述容纳腔中,所述波导天线单元位于上层的所述容纳腔中,所述波导功分器的上下部分别位于两层所述金属板的容纳腔中。
2.如权利要求1所述的波导阵列天线,其特征在于,所述波导弯折结构为u型、l型或者s型结构。
3.如权利要求1所述的波导阵列天线,其特征在于,下层所述金属板的上端开设有相连通的第一容纳槽和第二容纳槽,上层所述金属板开设有多个贯穿的连通孔,且所述连通孔位于所述第二容纳槽的正上方,所述第一容纳槽、所述第二容纳槽及所述连通孔形成用于传播信号的所述波导传输线、波导弯折结构、波导功分器和波导天线单元。
4.如权利要求3所述的波导阵列天线,其特征在于,上层所述金属板的下端还设有第三容纳槽,所述第三容纳槽与所述第一容纳槽相对接,所述第一容纳槽和所述第三容纳槽形成所述波导传输线。
5.如权利要求1所述的波导阵列天线,其特征在于,所述波导功分器、所述波导弯折结构和波导传输线为单一波导形式或者多种波导的混合形式。
6.如权利要求1所述的波导阵列天线,其特征在于,所述波导功分器为单一串联功分器、单一并联功分器或串或者串并结合功分器的形式。
7.如权利要求1所述的波导阵列天线,其特征在于,所述金属板为金属材质制件或者电镀塑料板。
