[发明专利]阵列天线

说明书

所公开为一种天线，特别是阵列天线。所述天线包含天线顶表面(1a)和天线底表面(1b)。所述天线进一步包含具有多个波导端分支(111)的波导通道结构。每一波导端分支(111)按一对一关系通往所述天线顶表面(1a)中的相关联的波导开口(100)，其中所述波导开口(100)是按行与列的模式来布置。多个凹口(101)从所述天线顶表面(1a)朝向所述天线底表面(1b)延伸，所述多个凹口(101、101b)被布置使得凹口(101b)存在于同一行和/或列的相邻波导开口(100)对之间。

技术领域

本发明属于高频和波导技术领域。更具体地说，其属于具有减小的互耦的阵列天线的领域。

背景技术

在毫米波电子学领域中，通常已知使用波导而非有线或电连接。已知波导天线用于发射和接收在千兆赫兹(GHz)范围中的射频(RF)信号，且已知多种设计。在下文中，考虑所谓的阵列天线，其具有用于发射和/或接收RF信号的多个波导元件(波导开口)的布置。同样对于那些天线，已知多种设计。

发明内容

对于阵列天线，天线阵列元件之间的互耦是导致RF效能降级的熟知现象。归因于互耦，天线阵列端口之间的隔离减小，并且这导致扫描盲区、交叉极化的增大和更高的回波损耗。

增大有源元件(波导开口)之间的隔离的最常见方式是增大它们之间的距离。然而，这种对策受到限制，这是由于它也影响其它参数(例如，方向性)，人们想要使所述参数处于控制之下，且所述参数可导致“光栅波瓣现象”，出于阵列的RF效能起见，应避免这种现象。

US4219820A建议通过在波导输出上放置薄的电介质片来使相互耦合最小化，其中一些印刷的金属化条带减少了相互耦合，从而导致较低的交叉极化。从一般RF效能的观点看来，归因于使用介电薄片和在电场最强处的辐射器开口的前部中的一些金属元件，这种解决方案导致额外损耗。其也可干扰辐射方向图(radiation patterns)。

US2014340271A1建议通过将天线阵列喇叭的外表面成形来使互耦合最小化。所述喇叭为单独的实体，并且其间存在自由空间。这种解决方案需要复杂的制造，这是由于每一喇叭为单独主体，并且还需要某一解决方案来将其安装并对准在一起。

WO2015/172948A2建议一种天线，其中将通道布置于波导输出端之间。波导输出端耦合到在天线内部具有多个突出柱或指状物的共同空间。

本发明的总体目的是改善关于互耦合的现有技术。有利地，具有减小的互耦合的天线紧凑且可按成本高效方式来制造。

所述总体目的是通过独立权利要求的主题来实现。特别有利以及大体示例性的实施例由附属权利要求的主题以及本文件的总体公开内容来限定。本发明总体以及特定实施例的特定优势在下文在总体描述的上下文中论述。

在一个方面，通过提供一种天线，特别是一种阵列天线来实现整体目标。所述天线包含天线顶表面和天线底表面。所述天线进一步包含具有多个波导端分支的波导通道结构。所述多个波导端分支中的每一个按一对一关系通往所述顶表面中的相关联的波导开口。所述波导开口是按行与列的模式(pattern)来布置。多个凹口从所述天线顶表面朝向所述天线底表面延伸，所述多个凹口被布置使得一个凹口存在于同一行和/或列的相邻波导开口对之间。

波导端分支是波导通道结构的端段。归因于波导端分支与波导开口之间的一对一关系，波导开口的数目对应于波导端分支的数目。

顶表面通常是平的或平坦的。横越顶表面的凹口的延伸部被称作深度。在以下进一步更详细论述的特定实施例中，顶表面与底表面分别相互平行地共平面。

波导开口用于天线与环境的电磁耦合，特别是射频耦合。经由波导开口，在操作中发射和/或接收射频信号。为此目的，波导通道结构通常包含与每一波导端分支相关联的喇叭形波导通道段。喇叭形波导通道段通往天线顶表面，由此形成波导开口。