线福射单元a#P a4并行馈电。这两个一级功分器S11和S 12的输入支路分别通过纵向传输线连接至二级功分器S 21的两条输出支路，即通过二级功分器S21向一级功分器S ^和S 12并行馈电。
[0028]图2示出了沿图1所示剖面线A-A’剖开的截面示意图。图2中可以看到，天线辐射单元a” a2、a3、a4位于同一平面上。向天线福射单元a n 82并行馈电的一级功分器S ^和向天线辐射单元a3、&4并行馈电的一级功分器S 12位于另一个平面上，该平面与天线辐射单元&1、a2、a3、a4所在的平面平行，从下方向天线辐射单元进行馈电。二级功分器S 21位于最下方的平面上，向一级功分器S11和S 12并行馈电，从而形成了纵向的馈电网络。
[0029]尽管图1和图2中的一级和二级功分器分别具有一条输入支路和两条输出支路，但是本领域技术人员能够理解，也可以采用具有更多输出支路的功分器。而且也不仅限于两级并行馈电。
[0030]图3示出了采用微带线作为纵向功分器—个示例性实施例。其中输入支路I1通过纵向结构F i耦合至两条输出支路O iJP O 12，输出支路(^和O 12位于同一平面上，而输入支路I1位于其下方的另一平面上，相对于输出支路UP O 12平行延伸，构成了一纵向功分器Sp由图3可见，左侧输出支路％的金属导电条的宽度比右侧输出支路O12的金属导电条的宽度要窄，从而使得左侧输出支路O11的阻抗高于右侧输出支路O 12的阻抗。由输入支路^馈入的能量在耦合区域被分成两路，向右侧输出支路O 12分出的能量要大于向左侧输出支路O11分出的能量，从而通过输出支路的微带线的不同的几何构造实现了不等分的纵向功分器。采用带状线作为输出支路的原理与微带线相类似，这里不再赘述。
[0031]图4示出了采用金属波导管作为纵向功分器S2的另一个实施例。图4中的金属波导管具有矩形横截面，输入支路I2通过耦合端口 F2耦合至两条输出支路O 21和O22，输出支路021和0 22位于同一平面上，而输入支路12位于其下方的另一平面上，相对于输出支路02 !和022平行延伸，构成了一纵向功分器S2。由图4可见，耦合端口匕被设置在金属波导管矩形横截面的长边一侧。另外，在两条输出支路021和O22之间的过渡区域内设置了一波阻碍结构T (边框)，使得左侧输出支路O21在波阻碍结构T位置处的金属波导管的空腔横截面的面积小于右侧输出支路O22的金属波导管空腔横截面。这样，由于从输入支路I 2馈入的能量向左侧输出支路O21的传导在波阻碍结构T处受阻，将向右侧输出支路O22反射，使得向右侧输出支路O22分配的能量高于向左侧输出支路O 21分配的能量，从而现了不等分的纵向功分器。
[0032]假设纵向功分器两条输出支路上的分功比(即具有较小功率分配的输出支路与具有较大功率分配的输出支路上的功率分配之比)为1: N，通过优化设计输出支路的几何结构，例如改变带状线或微带线金属导电带的宽度、或者调整波导管内波阻碍结构的形状和/或位置，能够实现N的取值为1.3 < N < 10。这样，经由多级不等分纵向功分器的并行功率分配，可以降低天线的旁瓣水平，以满足微波系统应用的要求。
[0033]采用基片集成波导管作为输出支路的原理与金属波导管相类似，但其中的波阻碍结构是由位于基片集成波导管中的过孔结构来实现的，从而使得向一侧输出支路分配的能量高于向另一侧输出支路分配的能量，实现不等分的纵向功分器。
[0034]本发明所建议的微波天线例如可以通过Rogers软材料微波电路板叠层制造而成。或者，作为替代，也可以通过低温共烧陶瓷(LTCC)来实现。
[0035]根据本发明的一个方面，上述微波天线可以和射频电路电连接，共同安装在一壳体内，构成一种微波设备。用于该微波设备的射频电路例如可以由信号发生源、功率放大器、混频器等电路元件构成。
[0036]本发明所述的微波天线和微波设备可以广泛应用于工业控制领域，也可以应用于车载雷达系统。
【主权项】
1.一种微波天线，包括天线辐射单元和向所述天线辐射单元馈电的馈电网络，其特征在于，所述馈电网络包括一个或多个纵向功分器，其中每个纵向功分器的输入支路和输出支路分别位于不同平面上，且所述纵向功分器中包括不等分功分器，其中每个不等分功分器至少有一条输出支路具有与其他输出支路不同的几何构造，从而使所述至少一条输出支路上的功率分配与其他输出支路上的功率分配不相等。2.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，所述馈电网络包括层叠排列的多级纵向功分器，其中同一级纵向功分器位于同一平面上，而不同级的纵向功分器位于相互平行的不同平面上。3.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，所述纵向功分器的输入和/或输出支路是通过带状线、微带线或波导管实现的。4.如权利要求3所述的微波天线，其特征在于，所述不等分功分器的输出支路是通过带状线或微带线实现的，其中至少有一条输出支路上的带状线或微带线的金属导电条的宽度与其他输出支路上的带状线或微带线的金属导电条的宽度不同。5.如权利要求3所述的微波天线，其特征在于，所述不等分功分器的输出支路是通过具有矩形横截面的波导管实现的，其中从输入支路到输出支路的耦合点位于波导管矩形横截面的长边一侧。6.如权利要求5所述的微波天线，其特征在于，当所述不等分功分器的输出支路是通过波导管实现时，至少有一条输出支路上的波导管内包含有波阻碍结构，使得从所述耦合点向该输出支路馈送的能量有一部分被所述波阻碍结构反射到其他输出支路上。7.如权利要求6所述的微波天线，其特征在于，所述波导管是金属波导管，且所述波阻碍结构是改变金属波导管横截面大小的边框结构。8.如权利要求6所述的微波天线，其特征在于，所述波导管是基片集成波导管，且所述波阻碍结构是由位于基片集成波导管中的过孔结构实现的。9.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，所述不等分功分器具有一条输入支路和两条输出支路，在这两条输出支路上分配的功率不同，设具有较小功率分配的输出支路与具有较大功率分配的输出支路之间的功率分配之比为1: N，则1.3 < N < 10。10.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，所述馈电网络还包括串行传输线，其中所述串行传输线与所述天线辐射单元处于同一个平面内。11.如权利要求1至10中任一项所述的微波天线，其特征在于，所述天线辐射单元及所述馈电网络由多层有机材料微波电路板叠层制造，或者由低温共烧陶瓷制造。12.—种微波设备，其具有如权利要求1至11中任一项所述的微波天线、以及与该微波天线电连接的射频电路，其中所述微波天线和所述射频电路被安置在一壳体内。13.如权利要求12所述的微波设备在工业控制系统或车载雷达系统中的应用。
【专利摘要】本发明建议了一种微波天线，其包括天线辐射单元和向所述天线辐射单元馈电的馈电网络。其中，所述馈电网络包括一个或多个纵向功分器，每个纵向功分器的输入支路和输出支路分别位于不同平面上，且所述纵向功分器中包括不等分功分器，其中每个不等分功分器至少有一条输出支路具有与其他输出支路不同的几何构造，从而使所述至少一条输出支路上的功率分配与其他输出支路上的功率分配不相等。本发明还建议了一种包含该微波天线的微波设备，以及所述微波设备在工业控制系统或车载雷达系统中的应用。
【IPC分类】H01Q23/00, H01Q1/36
【公开号】CN105305036
【申请号】CN201510869296
【发明人】赵冰
【申请人】赵冰
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月1日
【公告号】CN104409870A