专利名称：控制行波天线中功率分配的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1的前序部分的用于控制行波天线中功率分配的方法。
本发明还涉及用于控制行波天线中功率分配的装置。
本发明旨在当从两端交替地向行波天线的传输线路馈电时允许有所需形式的幅度分布，以便将天线波瓣转向两个不同的位置。
先有技术及其缺点在行波天线中，功率沿串行线分配到各辐射天线元件上(
图1)，其中从一端(a)到达天线元件(1、2、3和4)的信号相位取决于传输线路各部分的长度以及连接点的分割比的幅度。如果传输线路各部分的长度恰好等于波长，则天线元件之间的相位差将是零，因而天线波瓣将排列成垂直于天线元件平面。
如果传输线路各部分的长度不等于波长，则在所有天线元件之间将会有相等的相位差，且天线波瓣将偏离垂直位置。如果从另一端(b)向传输线路馈电，则所述相位差将会有相反的符号，因而波瓣会转到所述垂直位置的另一侧。因此，通过利用适合的开关来改变信号的行进方向，可以使天线阵列的波瓣转向两个位置。
如果仅从一端a向传输线路馈电，则可以这样确定所述线路的分割比，以便使天线元件具有所需的幅度分布。如果从另一端b向这样设计的传输线路馈电，则分割比就不再是以前的分割比，同时所建立的波瓣的特性就不再是所需的特性。如果要在从两端向线路馈电时将分割比保持不变，则必须在所有天线元件1、2、3和4的分区中使用恒定的分割比，这会导致幅度分布的指数衰减。因此，天线阵列的旁瓣电平将会增加。
本发明旨在消除上述先有技术的缺陷，为此而建立一种完全新型的用于控制行波天线功率分配的方法和装置。借助于按照本发明的解决方案，使用从不同端馈电的传输线路来使行波天线的波瓣可以转向两个方向，从而基本上避免了上述缺点。
本发明基于使用两条平行的传输线路，其中一条传输线路的各分区比标称波长短，而另一条传输线路的各分区比标称波长要长相同的数量，将馈送的信号s分成两部分，其中的一部分指向两条所述传输线路之一a，而其中的另一部分指向另一条线路的相反的一端，使得所述信号在所述线路中沿着相反的方向传播。在这种情况下，在传输线路的相应分区中信号将具有相同的相位。从对应于传输线路分区位置的各点发出的同相信号被相加在一起并指向天线元件1、2、3和4。
更具体地说，按照本发明的方法的特征如权利要求1的特征部分所述。
而按照本发明的装置的特征如权利要求3的特征部分所述。
借助本发明，可以获得重要的优点。
-在天线波瓣的两个位置中幅度分布是相同的。
-改变分割比可以使幅度分布最佳化，以便获得所需的波瓣特性。
以下将借助实例并参阅附图来说明本发明。
图1示出按照先有技术的行波天线的馈线的示意图。
图2示出按照本发明的双行波馈线的示意图。
图3以曲线图的方式示出使用恒定分区时传输线路的幅度分布。
于是，在按照本发明的解决方案中，工作如下1)在所述解决方案中，使用两条平行的传输线路，其中一条的各分区e比标称波长短，而其中另一条的各分区f比标称波长要长相同的数量(图2)。这样，当信号在线路上沿相同方向传输时，分区中产生的相位差将是相反的。
传输线路的功率分配比通常至少是近似相同的。
2)馈送的信号s被分成两部分，其中的一部分指向传输线路a-b的a端，而其中的另一部分指向另一线路c-d的相反的一端，使得信号在线路中沿着相反的方向传播。在这种情况下，在各相应的分区信号具有相同的相位。
3)中将从传输线路各分区的位置的各对应点发出的同相信号在加法单元5中相加并指向天线元件1、2、3和4。这样，当使用恒定的功率分配比时，两条线路的幅度分布有相同的指数衰减(图3)。由于在位于天线元件1、2、3和4之前的加法单元5中发生的相加的缘故，最终的幅度分布是对称的。如果希望降低天线阵列的旁瓣电平，则将来自传输线路末端的分区1、4的信号指向天线阵列的中心，并将来自中心分区2、3的信号指向阵列的外端(图3)，因为在末端分区中信号的幅度最大。可以通过改变各分区的分割比来控制最终的幅度分布。
4)如果希望改变波瓣的方向，则将传输线路改变成从点b、c馈电，在这种情况下，信号将沿着不同方向传输，虽然在点1、2、3和4处的相互相位差仍保持相同。实践中，这种馈电的改变是借助于开关(未示出)进行的。由于幅度分配是对称的，所以当信号的传输方向改变时，在天线波瓣的两个位置上幅度仍然是相同的。如果希望降低天线阵列的旁瓣电平，则将来自传输线路末端分区1、4的信号指向天线阵列的中心，而将来自中心分区的信号指向阵列的外端，因为末端分区中的信号幅度最大。可以通过改变分区的分割比来控制最终的幅度分布。
权利要求
1.一种用于向包括若干个天线元件(1-4)的天线阵列馈送信号功率的方法，所述方法的特征在于-使用两条平行的传输线路(a-b)和(c-d)，其中一条所述传输线路(a-b)的各分区(e)比标称波长短，而另一条传输线路(c-d)的各分区(f)比标称波长要长相同的数量，-所述馈送的信号s被分成两部分，其中一部分指向所述两条传输线路之一(a，(a-b))，而另一部分指向另一传输线路的相反的一端(d，(c-d))，使得所述信号在所述传输线路中沿着相反的方向传播，以及-在所述天线元件(1-5)之前将所述信号相加(5)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过从其相对的端部(b、c)向所述传输线路((a-b)、(c-d))馈电来改变由所述天线元件(1、2、3、4)建立的所述波瓣的方向，在这种情况下，所述信号在所述传输线路中沿着不同的方向传输，但是相互的相位差基本上保持不变。
3.一种用于向包括若干个天线元件(1-4)的天线阵列馈送信号功率的装置，所述装置包括-若干个天线元件(1-4)，以及-两条传输线路(a-b)和(c-d)，用于向所述天线元件馈送信号功率，其特征在于-所述传输线路之一(a-b)的各分区(e)比标称波长短，而所述传输线路中另一条所述传输线路(c-d)的各分区(f)比标称波长要长相同的数量，-用于所述馈送的电信号s分成两部分的装置，其中一部分指向所述两条传输线路之一(a，(a-b))，而其中另一部分指向所述两条传输线路中另一条的相反的一端(d，(c-d))，使得所述信号在所述线路中沿着相反的方向传播，以及-加法单元(5)，用以在所述天线元件(1-5)之前将来自所述不同传输线路的所述信号相加。
全文摘要
本发明公开了用于向包括若干天线元件(1－4)的天线阵列馈送信号功率的方法和装置。按照本方法，信号功率通过两条传输线路(a－b)和(c－d)馈送到天线元件(1－4)，在这种情况下，其中一条传输线路(a－b)的各分区(e)比标称波长短，而另一条传输线路(c－d)的各分区(f)比标称波长要长相同的数量，将馈送的信号s分成两部分，其中一部分指向所述两条传输线路之一(a)，而另一部分指向另一条传输线路的相反的一端(d)，在这种情况下，信号在线路中沿着相反的方向传播并在天线元件(1－4)之前相加(5)。
文档编号H01Q3/26GK1751419SQ200480004168
公开日2006年3月22日 申请日期2004年2月13日 优先权日2003年2月14日
发明者P·卡尔胡宁 申请人:威易拉有限公司