[发明专利]多模复合材料天线

权利要求书

1.一种多模复合材料天线，包括：

在共面中延伸的至少两个交叉的偶极元件，每个所述偶极元件包括具有两个领结形天线段的领结形天线，

多个信号传输线，每个所述信号传输线均连接至所述领结形天线段中的一个，

传导管，所述信号传输线在所述传导管中延伸并且所述传导管形成用于所述信号传输线的护罩，以及

传导扩张部分，围绕所述传导管并且从所述传导管向外扩张，所述传导扩张部分具有垂直于所述共面延伸的轴线，

其中，所述领结形天线段成形为使得缝隙在每对相邻的领结形天线之间延伸，每个缝隙形成具有彼此偏离的一对非线性弯曲边缘的渐进式缝隙天线，并且

进一步其中，每个所述渐进式缝隙天线具有：在所述偶极元件彼此交叉的中心区域处的最小缝隙宽度、从所述中心区域延伸至缝隙的相对的宽端部的缝隙长度、限定所述一对非线性弯曲边缘彼此偏离的速率的扩张率、以及作为所述缝隙在其宽端部处的最大宽度的扩张宽度，其中，所述最小缝隙宽度、所述缝隙长度、所述扩张率和所述扩张宽度选择为用于减少在所述多模复合材料天线的选择操作频带内的所述多模复合材料天线与所述信号传输线之间的阻抗失配。

2.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述缝隙长度和所述扩张宽度都约等于所述选择操作频带内的最低频率的波长的三分之一。

3.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述一对非线性弯曲边缘是沿着其长度的至少一部分的指数曲线。

4.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述传导管是直柱形传导管并且连接至地平面、或者构造成连接至地平面。

5.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述传导扩张部分是锥形的，并且锥形的部分由所述传导管的伸展部形成，该伸展部折叠该传导管自身上并且从所述传导管向外扩张。

6.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述传导扩张部分是锥形的，并且锥形的部分与所述传导管是整体的，使得所述传导管和所述锥形的部分一起包括具有实体锥，该实体锥穿过其中的镗孔。

7.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述多模复合材料天线包括提供沿着共面彼此垂直延伸的总共四个领结形天线段的交叉的两个偶极元件，其中，四个渐进式缝隙天线设置在每对相邻的领结形天线段之间的缝隙中，从而该两个偶极元件和所述传导扩张部分形成在三个互相垂直方向上延伸的三个辐射元件。

8.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，所述领结形天线段制成为平面的并且由承载在支撑非传导基板上的板材制成。

9.根据权利要求1所述的多模复合材料天线，其中，存在四个信号传输线，每个信号传输线连接至所述领结形天线段中的一个，并且所述信号传输线连接至数字波束形成器。

10.一种天线阵，包括以预定场结构布置的多个根据权利要求1所述的多模复合材料天线。

11.一种使用根据权利要求1所述的多模复合材料天线的方法，包括：

将至少一个差模激励应用于所述信号传输线，以激励所述偶极元件并且实现偶极辐射型，并且

将至少一个共模激励应用于所述信号传输线，以激励所述偶极元件并且在所述偶极元件与所述传导扩张部分之间实现单极辐射型，

所述多模复合材料天线从而通过所述差模激励和所述共模激励的应用能够结合单极辐射型和偶极辐射型。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过用四个正交横向电磁波激励模式同时地激励所述偶极元件的数字波束形成器来应用所述差模激励和所述共模激励。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，波束成形权重被应用于所述四个正交横向激励模式，以便电子成形所述多模复合材料天线的视场，而不需要所述多模复合材料天线能够移动。