[发明专利]一种二维高斯波束实现方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高斯波束产生方法，属于无线通信领域，特别涉及一种辐射源的调制方式，用于在平板波导中激励二维高斯波束。

背景技术：

随着激光的出现和光电子的发展，对高斯波的研究开始为人们所重视。准光学技术也普遍应用于高斯波模式的分析。高斯波技术主要应用于医学研究以及电磁学实验研究上。其把能量集中在小范围的特性在医学以及实验研究上有很好的应用前景。现在高斯波束的主要产生方法是通过波纹喇叭天线以及介质透镜实现的。这种方法可以产生三维的高斯波束。

发明内容：

发明目的：本发明针对现有技术的不足，提供一种能在平板波导中产生二维高斯波束的方法，可以精确的设计高斯波束腰位置以及束腰宽度。该方法用功分器以及贴片天线阵列实现，结构简单。

技术方案：本发明所述的二维高斯波束产生方法，包括一个不等功分器和贴片天线阵列。贴片天线阵列由不等功分器激励；一个射频同轴连接器SMA接头作为功分网络的馈入接口连接在功率分配器的输入端口。

不等功分器由功率分配部分和相位调整部分组成。功率分配器由数条并联的阻抗变换线构成，使得功率分配器各输出端口的功率分布不同；相位调整部分通过调整波传播路径达到相位调整的效果。设计功分器时，我们根据与高斯波束传播方向垂直的横截面上的场分布确定功分器各输出端口的幅度和相位的分布。在高斯波的工作频率，束腰位置以及束腰宽度确定时就可以设计出相应的不等功分器。

贴片天线的工作频率由金属贴片以及介质厚度和介电常数决定。贴片天线采用背馈电式激励，通过调整激励点位置使贴片天线与功分器阻抗匹配。

有益效果：1、实现在平板波导中产生二维的高斯波束；2、在工作频率上实现不同的高斯波束束腰位置和束腰宽度；3、结构简单，有利于降低制作的精密度要求。

附图说明：

图1是本发明的具有相移功能的功分器主视图。

图2是本发明的贴片天线阵列主视图。

图3是本发明的贴片天线阵列后视图。

图4是本发明的功分器以及贴片天线阵列的连接图。

图5是本发明的实际测量的电场强度场分布图。(x＝0处为天线口面位置，x＝0时y轴 0-20cm为天线口面宽度)

图6是束腰处的幅度分布图(虚线为理论值，实线为实际值)。

图7是束腰处的相位分布图(虚线为理论值，实线为实际值)。

在所有的上述附图中，相同的标号表示具有相同、相似或相应的特征或功能。

具体实施方式：

下面结合附图，通过具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例：参考图1-4描述的本发明的功分器以及贴片天线阵列的结构图。

介质基板3的下底面是金属地板，介质板3的上面是功分网络。功分器分为功率分配部分2以及相位调整部分1。介质板3采用介电常数为4.3的FR4复合材料，厚度为1mm。功分器从里到外4个输出端口功率分配比为1∶0.65∶0.37∶0.12；相对相位延迟分别为0， 13.7，41.9，89.9(角度)。一个射频同轴连接器SMA接头，连接在功率分配部分2的输入端口和金属接地板，作为功分网络的馈入接口。8个贴片天线由功分器激励。单个贴片天线由介质板5，金属贴片4，接地板6构成。背馈位置有金属通孔7用于馈电。介质板5采用介电常数为4.3的FR4复合板，大小为26mm*13mm。金属贴片4位于介质板中间，大小为5.6mm*5.6mm。背馈位置7为贴片天线中心向下0.5mm。

该实例将会在平板波导中产生工作在6.7GHz，束腰位置距离天线阵列口面15cm，束腰宽度5cm的二维高斯波束。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属于本发明专利覆盖的范围。