多层平行板型正交并联馈电网络的制作方法

1.本实用新型涉及波导功分/合成技术，尤其涉及双极化/双频段馈电网络，具体与一种多层平行板型正交并联馈电网络的结构有关。


背景技术：

2.双极化/双频段的天线技术，主要应用在信号带宽复用，提高数据吞吐量等方面。天线包括馈电网络、辐射器、极化器等，其中，馈电网络作为耦合与分配功率信号的重要组件，若天线需要实现双极化/双频段功能，工作在两个不同极化，对应的馈电网络需要正交，以满足宽频工作要求。现有的馈电网络若要实现双极化/双频段，结构庞大，尺寸不易控制，且接收频段和发射频段可能相隔较远，并容易产生珊瓣，也有采用正交模耦合器omt等，结构复杂，将导致天线系统成本高，不适合高机动的动中通应用。


技术实现要素：

3.为解决上述相关现有技术不足，本实用新型提供一种多层平行板型正交并联馈电网络，结构紧凑，体积可控，实现将两个正交方向的线输入分别转换为线阵列输出，方便应用于两个极化/频段的天线结构中。
4.为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：
5.一种多层平行板型正交并联馈电网络，包括：
6.多层平板；
7.设于相邻平板之间的低损耗介质层；
8.其中，每层平板均设有贯通平板前后侧的通道i和贯通平板左右侧的通道ii，通道i和通道ii数量相同，且通道i和通道ii相互正交，通道i和通道ii均贯通平板顶面和底面；
9.最下层平板的通道i和通道ii数量均为1个，上一层平板的通道i和通道ii数量均为相邻下一层平板的通道i和通道ii的数量两倍。
10.进一步，最下层平板的通道i和通道ii为馈电网络的输入口；最上层平板的通道i和通道ii为馈电网络的输出口；最下层平板和最上层平板以外的其余平板的通道i和通道ii为过渡通道。
11.进一步，相邻两层平板的通道i错位设置，相邻两层平板的通道ii错位设置。
12.进一步，馈电网络的输出口和过渡通道的下部区域填充有低损耗介质，填充的低损耗介质与下方相邻的低损耗介质层一体成型。
13.进一步，最上层平板设有多个贯通平板前后侧的扼流凹槽和多个贯通平板左右侧的扼流凹槽，每两个相邻的贯通平板前后侧的扼流凹槽之间有一个通道i，每两个相邻的贯通平板左右侧的扼流凹槽之间有一个通道ii；最上层平板以外的每层平板的每个通道i两侧设有一对贯通平板前后侧的扼流凹槽，每个通道ii两侧设有一对贯通平板左右侧的扼流凹槽；扼流凹槽用于界定和限制电磁波的传播范围，并用于阻抗匹配。
14.进一步，最上层平板以外的每层平板的每个通道i两侧设有一对贯通平板前后侧
的匹配凹槽，每个通道ii两侧设有一对贯通平板左右侧的匹配凹槽，匹配凹槽用于阻抗匹配并提高工作带宽。
15.进一步，最上层平板以外的每层平板的每个通道i两侧设有一对贯通平板前后侧的凸起脊，每个通道ii两侧设有一对贯通平板左右侧的凸起脊，凸起脊用于功率分配以实现阶梯权重加权。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.1、实现两个独立正交线源信号到两个2d正交线源阵列的转换，方便向双极化/双频段的cts辐射器提供馈电，以产生预期辐射方向图，方便应用于两个正交极化的天线结构中；
18.2、合理巧妙将两个正交的馈电网络集成到一个有限空间，极大提高了空间利用率，馈电网络整体体积和尺寸减小一半，结构紧凑，易于实施，尤其适合作为双频段/双极化cts天线的一级馈电网络，与双极化/双频段辐射器配套使用；
19.3、通过在预定的位置设置凸起脊，以进行功率分配，实现天线口面的幅度阶梯权重加权，抑制辐射方向图的旁瓣电平。这种结构简单高效，避免了传统幅度加权设计的设计复杂、中心和边缘幅度差过大而难以实现等问题，大大提高了设计效率；通过在预定的位置设置扼流凹槽，界定和限制电磁波的传播范围，可实现馈电网络的分层结构设计，有利于减轻整个馈电网络的重量，此外扼流凹槽还用于阻抗匹配；通过在预定的位置设置匹配凹槽，以进一步阻抗匹配并提高工作带宽。
附图说明
20.本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本技术的范围。
21.图1为本技术实施例的馈电网络立体结构示意图一。
22.图2为本技术实施例的馈电网络立体结构示意图二。
23.图3为本技术实施例的馈电网络侧视结构局部图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.如图1~3所示，本实例提供一种多层平行板型正交并联馈电网络，一个多层堆叠结构，包括：多层平板10；以及设于相邻平板10之间的低损耗介质层20。
26.具体的，平板10为金属材质，或者表面镀铜的塑料、陶瓷等非金属材质。
27.每层平板10均设有贯通平板10前后侧的通道i和贯通平板10左右侧的通道ii，通道i和通道ii数量相同，且通道i和通道ii相互正交，通道i和通道ii均贯通平板10顶面和底面。最下层平板10的通道i和通道ii数量均为1个，上一层平板10的通道i和通道ii数量均为相邻下一层平板10的通道i和通道ii的数量两倍。相邻两层平板10的通道i错位设置，相邻两层平板10的通道ii错位设置。
28.最下层平板10的通道i和通道ii为馈电网络的输入口101；最上层平板10的通道i
和通道ii为馈电网络的输出口106。最下层平板10和最上层平板10以外的其余平板10的通道i和通道ii为过渡通道105，用于实现层与层之间的电磁信号传播。
29.具体的，在如图1~3所示的实施例中，包括l1、l2、l3、l4、l5共5层平板10。l1层的平板10为最下层，l5的平板10为最上层。l1层的平板10，其通道i和通道ii相互垂直构成十字型输入口，分别用于两个极化或两个频段的电磁信号输入。l5层的平板10，其通道i和通道ii相互正交形成了网格状，用于形成两个正交方向的线阵输出，整体为一个面阵形态。
30.从馈电网络的输入口101，通过通道i和通道ii可以分别输入两个极化或两个频段的电磁信号，分别经过与其对应的过渡通道105进行依次功分，通过l2层、l3层、l4层、l5层的逐层扩展，即一分二，二分四，四分八，八分十六
……
，在l5层馈电网络的输出口106实现两个正交方向的线阵输出，整体为一个面阵形态。
31.平板10之间的低损耗介质层20为低损耗介质材料或空气，用于将平板10上下隔开，形成传输通道。优选的，在馈电网络的输出口106和过渡通道105的下部区域填充有低损耗介质，填充的低损耗介质与下方相邻的低损耗介质层20一体成型。
32.作为本实例的优选方案之一，在最上层平板10设有多个贯通平板10前后侧的扼流凹槽102和多个贯通平板10左右侧的扼流凹槽102，每两个相邻的贯通平板10前后侧的扼流凹槽102之间有一个通道i，每两个相邻的贯通平板10左右侧的扼流凹槽102之间有一个通道ii；最上层平板10以外的每层平板10的每个通道i两侧设有一对贯通平板10前后侧的扼流凹槽102，每个通道ii两侧设有一对贯通平板10左右侧的扼流凹槽102。扼流凹槽102用于界定和限制电磁波的传播范围，并用于阻抗匹配。扼流凹槽102的尺寸可以根据电磁信号工作频率来设置。
33.作为本实例的优选方案之一，最上层平板10以外的每层平板10的每个通道i两侧设有一对贯通平板10前后侧的匹配凹槽104，每个通道ii两侧设有一对贯通平板10左右侧的匹配凹槽104，匹配凹槽104用于阻抗匹配并提高工作带宽。
34.作为本实例的优选方案之一，最上层平板10以外的每层平板10的每个通道i两侧设有一对贯通平板10前后侧的凸起脊103，每个通道ii两侧设有一对贯通平板10左右侧的凸起脊103，凸起脊103用于功率分配以实现阶梯权重加权。
35.在如图1~3所示的实例中，同时具有凸起脊103、匹配凹槽104、扼流凹槽102的平板10，匹配凹槽104位于扼流凹槽102和对应的通道i或通道ii之间，凸起脊103位于匹配凹槽104和对应的通道i或通道ii之间。
36.本实例在紧凑的尺寸上实现了双频段/双极化共口径工作，使得整个馈电网络结构紧凑，尺寸极大缩小，可用于开发体积及尺寸更小的天线系统。
37.本实例可将线源信号转换为一个2d线源阵列，以向双频段辐射器提供馈电，产生预期辐射方向图。这种多层结构设计易于制造，与多层工艺兼容。
38.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本实用新型。本领域技术人员应理解，在不脱离本实用新型的范围情况下，对本实用新型进行的各种改变或同等替换，均属于本实用新型保护的范围。