用于宽带应用的脊状波导管数组制造技术

一种脊状波导管数组包含波导管本体，其具有界定所述波导管本体的纵轴的一或多个壁。所述波导管本体包含具有设置在其上的多个槽孔的变窄波导部分，所述槽孔沿着所述纵轴延伸，所述波导管本体进一步通过纵向中心线表征。所述波导管本体界定具有主要尺寸和次要尺寸的波导开口，其中所述波导开口的所述主要尺寸小于既定用于在其中传播的信号的二分之一波长。所述多个槽孔中的每个槽孔通过槽孔面积、从所述槽孔的中心延伸到所述纵向中心线的槽孔偏移距离、以及从所述槽孔的所述中心延伸到相邻槽孔的中心的槽孔到槽孔分隔距离表征。对于一系列所述多个槽孔，所述槽孔面积、所述槽孔偏移距离以及所述槽孔到槽孔分隔距离中的每一者依次减小。

【技术实现步骤摘要】
相关申请案的交叉参考本申请案是2013年11月5日提交的US14/072,573的部分继续申请案，所述部分继续申请案是2009年5月23日提交的US12/471,367的继续申请案，所述两个申请案中的每一者的内容出于各种目的以其全文并入本文中。本申请案进一步主张2014年10月6日提交的名称为“用于宽带应用的脊状波导管数组(RidgeWaveguideSlotArrayforBroadbandApplication)”的US62/060,082的优先权，所述优先权申请案的内容出于各种目的以其全文并入本文中。
本专利技术涉及波导天线，且具体来说涉及脊状波导管数组天线。
技术介绍
一般现有的导管数组天线至少可分为垂直极化与水平极化两种。图1A为一种垂直极化波导管数组天线100，包含波导管槽孔110，使信号沿着波导管槽孔110向纵轴112的方向(即z-轴)传播，而在纵轴112的横向长度中，该导波管槽孔110主要包含宽度113(即沿着x-轴)以及高度114(即沿着y-轴)，而该波导管数组天线100的低频频率是由宽度113决定。一般而言，该宽度113通常为0.5λ波长长度，其中波导管槽孔110包含多数边缘槽孔122、124，每个夹角α相对于高度114轴向方向分成正极与负极角度，且该垂直极化的波导管数组天线100的顶端具有一盖体130。再请参阅图1B，图1B所示为垂直极化的波导管数组天线100在图1A的场形图，该场形图中包括方位辐射场形152和仰角场形154，如图所示，方位角场形152显示8dB的变化量。水平极化的波导管数组天线200如图2A所示，波导管槽孔210的信号顺着波导管本体槽孔210向纵轴212(即z-轴)传播，而该水平极化的波导管数组天线200的低频频率是由宽度213尺寸加以定义，一般的尺寸为0.5λ，而波导管槽孔210更进一步包含有数个纵向槽孔220，而各槽孔220以偏移中心线纵轴212距离±d作定义，其相邻的槽孔220沿中心线交错排列，且在该水平极化的波导管数组天线200的顶端具有一盖体230。图2B所示为水平极化波导管数组天线200在图2A中的辐射场形，该场形图中包括方位辐射场形252和仰角场形254，如图所示，方位角场形252显示4dB的变化量。上述垂直极化波导管数组天线100与水平极化的波导管数组天线200在辐射场形方位所涵盖的范围有很大的变化，也就是说，在使用者的立场上水平讯号在涵盖的范围上有很大的变化；因此，高功率发射机或高增益天线发射水平讯号提供给每个使用者时，会因为变化量大而受到相关的限制，虽然一般槽孔数组天线适合在高功率传输及接收应用，但无法部署应用在需要均一性涵盖的区域中。美国专利号8,604,990描述一种脊状波导管数组，其可操作以提供均一的涵盖。然而，一种具有可在宽带应用的脊状波导管数组将更为有利。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，现在呈现用以提供与常规波导管数组相比更宽频带的辐射场形图的脊状波导管数组。脊状波导管数组的示例性实施例包含波导管本体，其具有界定波导管本体的纵轴的一或多个壁。波导管本体包含具有设置在其上的多个槽孔的变窄波导部分，所述槽孔沿着纵轴延伸，所述波导管本体进一步通过纵向中心线表征。波导管本体界定具有主要尺寸和次要尺寸的波导开口，其中所述波导开口的主要尺寸小于既定用于在其中传播的信号的二分之一波长。多个槽孔中的每个槽孔通过槽孔面积、从所述槽孔的中心延伸到纵向中心线的槽孔偏移距离、以及从所述槽孔的中心延伸到相邻槽孔的中心的槽孔到槽孔分隔距离表征。对于一系列多个槽孔，槽孔面积、槽孔偏移距离以及槽孔到槽孔分隔距离中的每一者依次减小。在一个实施例中，槽孔面积包含槽孔宽度和槽孔长度。进一步关于此实施例，对于一系列多个槽孔，槽孔长度、槽孔宽度、槽孔偏移距离以及槽孔到槽孔分隔距离中的每一者依次减小。在另一实施例中，相邻槽孔在相反方向上从纵向中心线偏移。在另一实施例中，脊状波导管数组包含脊状波导管数组的第一端，和经耦合以接收发射信号的第二端。在此实施例中，具有最小槽孔面积、槽孔偏移和槽孔到槽孔分隔距离中的每一者的槽孔位于接近于第二端处，且具有最大槽孔面积、槽孔偏移距离和槽孔到槽孔分隔距离的槽孔位于接近于第一端处。鉴于以下具体实施方式和图式，本专利技术的这些和其它特征将得到更好的理解。附图说明图1A为现有垂直极化的波导管数组天线图。图1B为图1A的方位辐射场形图。图2A为现有水平极化的波导管数组天线图。图2B为图2A的方位辐射场形图。图3A为本专利技术垂直极化脊状波导管数组天线的示意图。图3B为本专利技术垂直极化脊状波导管数组天线的俯视图。图3C为本专利技术垂直极化脊状波导管数组天线的侧视及俯视图。图3D为本专利技术垂直极化脊状波导管数组天线的方位辐射场形和仰角场形图。图4A为本专利技术水平极化脊状波导管数组天线的示意图。图4B为本专利技术水平极化脊状波导管数组天线的俯视图。图4C为本专利技术水平极化脊状波导管数组天线的方位辐射场形和仰角场形图。图4D为本专利技术水平极化脊状波导管数组天线显示条件θ＝90°、的示意图。图4E为本专利技术水平极化脊状波导管数组天线显示条件θ＝90°、的示意图。图5A图示根据本专利技术的一个实施例的水平极化脊状波导管数组的透视图。图5B图示图5A中示出的脊状波导管数组的示例性波导开口。图5C图示图5A和5B中示出的脊状波导管数组的透视和概念视图。图5D图示示出在470MHz到620MHz的频带上操作的图5A到5C的脊状波导管数组的示例性槽孔开口和偏移尺寸的表格。图5E图示在470MHz到620MHz的操作带宽上的图5A到5C的脊状波导管数组的VSWR。图5F图示图5A到5C的脊状波导管数组的仰角辐射场形图。图5G图示具有5度的下倾定向的图5A到5C的脊状波导管数组的方位角辐射场形图。为了清楚起见，前面所叙述的特徵所使用的元件符号在附图中保留。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获取的其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。请参阅图3A～图3D，本专利技术的垂直极化脊状波导管数组天线300包含有波导管本体310、及复数设于波导管本体3.10侧边的第一及第二槽孔322、324，该天线300的讯号是朝波导管本体310的纵轴312(即z-轴)的方向进行辐射；其中该波导管本体310的波导管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脊状波导管数组，其包括：波导管本体，其具有界定所述波导管本体的纵轴的一或多个壁，所述波导管本体包括设置在所述一个或多个壁上且沿着所述纵轴延伸的多个槽孔，所述波导管本体界定具有主要尺寸和次要尺寸的波导开口，其中所述波导开口的所述主要尺寸小于既定用于在其中传播的信号的二分之一波长；以及附接到所述波导管本体的第一和第二脊状波导部分，所述脊状波导部分中的每一者包括设置在所述波导管本体的所述一或多个壁上且沿着所述波导管本体的所述纵轴延伸的两个间隔开的相对脊状部，所述第一和第二脊状波导部分沿着所述波导管天线本体的相对侧面纵向延伸，其中所述波导管本体通过纵向中心线表征，其中所述多个槽孔中的每个槽孔通过槽孔面积、从所述槽孔的中心延伸到所述纵向中心线的槽孔偏移距离、以及从所述槽孔的中心延伸到相邻槽孔的中心的槽孔到槽孔分隔距离表征；以及其中对于一系列所述多个槽孔，所述槽孔面积、所述槽孔偏移距离以及所述槽孔到槽孔分隔距离中的每一者依次减小。

【技术特征摘要】
2014.10.06 US 62/060,082;2015.09.02 US 14/842,8371.一种脊状波导管数组，其包括：
波导管本体，其具有界定所述波导管本体的纵轴的一或多个壁，所述波导管本
体包括设置在所述一个或多个壁上且沿着所述纵轴延伸的多个槽孔，所述波导管
本体界定具有主要尺寸和次要尺寸的波导开口，其中所述波导开口的所述主要尺
寸小于既定用于在其中传播的信号的二分之一波长；以及
附接到所述波导管本体的第一和第二脊状波导部分，所述脊状波导部分中的每
一者包括设置在所述波导管本体的所述一或多个壁上且沿着所述波导管本体的所
述纵轴延伸的两个间隔开的相对脊状部，所述第一和第二脊状波导部分沿着所述
波导管天线本体的相对侧面纵向延伸，
其中所述波导管本体通过纵向中心线表征，其中所述多个槽孔中的每个槽孔通
过槽孔面积、从所述槽孔的中心延伸到所述纵向中心线的槽孔偏移距离、以及从
所述槽孔的中心延伸到相邻槽孔的中心的槽孔到槽孔分隔距离表征；以及
其中对于一系列所述多个槽孔，所述槽孔面积、所述槽孔偏移距离以及所述槽
孔到槽孔分隔距离中的每一者依次减小。
2.根据权利要求1所述的脊状波导管数组，
其中所述槽孔面积包含槽孔宽度和槽孔长度，以及
其中对于一系列所述多个槽孔，所述槽孔长度、所述槽孔宽度、所述槽孔偏移
以及所述槽孔到槽孔分隔距离中的每一者依次减小。
3.根据权利要求1所述的脊状波导管数组，
其中所述波导管本体包括具有所述波导开口的所述主要尺寸的沿着轴线侧向相
对的两个渐进式波导部分和设置在所述两个渐进式波导部分之间的变窄波导部
分，
其中所述波导开口的所述主要尺寸包括所述变窄波导部分的主要尺寸，所述变
窄波导部分的所述主要尺寸小于既定用于在其中传播的信号的二分之一波长。
4.根据权利要求1所述的脊状波导管数组，其中相邻槽孔在相反方向上从所述纵向中
心线偏移。
5.根据权利要求1所述的脊状波导管数组，其中所述脊状波导管数组包含所述脊状波
导管数组的第一端，和经耦合以接收发射信号的第二端，其中具有所述最小槽孔
面积、所述槽孔偏移以及所述槽孔到槽孔分隔距离中的每一者的槽孔位于接近于
所述第二端处，且具有所述最大槽孔面积、所述槽孔偏移以及所述槽孔到槽孔分
隔距离的槽孔位于接近于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明辉，朱晋仪，许迪翔，
申请(专利权)人：芳兴科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71