專利名稱：相控陣天線和單元間互耦控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相控陣天線和單元間互耦控制方法，更具體地說，但并不僅僅是，本發(fā)明涉及互耦控制裝置以及采用互耦相位控制的方法。
相控陣天線(PAA)通常包括許多陣列單元，它們以預(yù)定的通常是均勻的圖案分布，或以隨機分布圖案分布。PAA在性質(zhì)上可以或者是線性的、或者是平面的、或者是共形的。
在傳送方式下，平面波前(102)由從陣列單元傳播的球面波前(103a-c)產(chǎn)生。平面波前通過對每個陣列單元(104a-c)上的各輸入信號應(yīng)用復(fù)合(相位和幅度)權(quán)重加以控制，例如見

圖1。
在接收方式下，將復(fù)合權(quán)重應(yīng)用于各陣列單元接收的信號，然后進行信號處理以分析組合的接收信號。
現(xiàn)參閱圖2和3，這些圖示出了受控陣列波束的分別轉(zhuǎn)向距視軸O°和30°的和波束(202，302)及差波束(204，304)。這樣，PAA不需要物理移動陣列或其單元就使波束能受到控制。
與機械控制的圖案相比，PAA呈現(xiàn)很高的波束靈活性，因為它們不受與機械控制天線相關(guān)聯(lián)的慣性限制，因為PAA是通過利用復(fù)合權(quán)重調(diào)節(jié)幅度和/或相位輸入信號來控制的。而且，相控陣天線優(yōu)于機械控制天線，因為它們提供數(shù)字波束形成能力、可跟蹤多個目標(例如空中交通控制)、并與自適應(yīng)調(diào)零結(jié)合，以便抑制干擾效應(yīng)，也校正其它效應(yīng)，例如存在天線罩。
PAA有許多與其關(guān)聯(lián)的限制，例如柵瓣，它們限制了陣列的實際的視界角覆蓋面(FOR)。柵瓣是附加的主要波束，由于對最大掃描角范圍和給定頻率使用了過大的單元間陣列間隔而出現(xiàn)。柵瓣也接收來自目標的輸入信號，導致目標返回方向不明確。隨著陣列間單元間隔增加，在接近視軸方向的掃描角處柵瓣更為明顯，從而進一步降低了陣列的工作FOR。
PAA的另一個限制是單元間互耦(IMC)。這是陣列單元之間的電磁(EM)干擾效應(yīng)。這種效應(yīng)導致嵌入到陣列中的每個陣列單元的失真輻射圖。IMC對特定單元的嵌入輻射圖的影響取決于所述陣列單元相對于所有其它陣列單元的位置(EM環(huán)境)。PAA嵌入輻射圖的差異導致不希望有的波束控制不精確性。
考慮兩個相鄰的陣列單元，第一單元發(fā)射的EM場入射到第二單元，第二單元不一定自己在工作或輻射。第二單元可以影響來自第一單元的磁場，也可吸收和重新輻射它們，于是第二單元的磁場入射到第一單元上。第一單元然后又吸收和重新輻射來自第二單元的磁場。這個過程持續(xù)進行，直到達到穩(wěn)定狀態(tài)。這樣，當將信號加到第一單元上時，兩個單元都可以輻射，且每個單元的輻射都可以是多次相互作用的結(jié)果。這種干擾的性質(zhì)，以及嵌入單元圖案的失真，取決于單元之間總耦合的幅度和相位。
影響特定陣列單元及其嵌入輻射圖的IMC信號的幅度和相位取決于其相對于所有其它陣列單元的位置。
所以，為了減小陣列單元之間IMC的幅度，增加陣列單元間的間隔是必要的。這樣做就有可能減少整個陣列的嵌入輻射圖的失真大小。但是，如前所述，增加單元間陣列間隔會由于柵瓣而減小工作FOR。
相反，減小單元間陣列間隔可增加PAA的工作FOR，但會導致IMC效應(yīng)的增加。
過去，曾嘗試通過減小陣列單元間信號的幅度分量來減少IMC效應(yīng)。這些嘗試包括近場抑制抑制，即，對陣列結(jié)構(gòu)作改變，試圖防止近場從一個陣列單元耦合到相鄰陣列單元。近場抑制通常通過使用周期地設(shè)置在陣列單元之間的薄金屬板、擋板或籬笆來減小IMC的幅度。這些結(jié)構(gòu)設(shè)計成作為近場的”吸收體(sink)”。
另一種技術(shù)是使用隨機稀疏分布陣列。這些陣列利用了以下事實，即，使用大的單元間陣列間隔可以導致IMC效應(yīng)的減小。由于增加陣列間隔而引起的柵瓣限制可以通過陣列單元的隨機分布而避免。使用這種類型陣列的后果是它們必需很大，通常包含100多個單元。
也曾采用數(shù)學技術(shù)來補償IMC效應(yīng)。這些技術(shù)包括矩陣反型方法，即，從測量陣列單元間的IMC信號來確定復(fù)合權(quán)重。然后以這樣的方式將這些復(fù)合權(quán)重加到失真的信號上，，即，結(jié)果信號等效于不存在IMC時的發(fā)射或接收的信號。所述技術(shù)的缺點在于要求對每個陣列單元進行IMC校準測量。而且在所述方法中復(fù)合權(quán)重的施加要求處理器極度強化，這在處理器已強化的環(huán)境中是不理想的。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種相控陣天線，它包括第一陣列單元和第二陣列單元以及介質(zhì)分隔器，介質(zhì)分隔器設(shè)置在第一陣列單元和第二陣列單元之間，在第一和第二陣列單元之間的單元間互耦(IMC)信號的通路內(nèi)。
介質(zhì)分隔器提供了一種手段來改變第二陣列單元所接收信號的相位分量，所述相位分量是由于第一陣列單元工作引起的IMC而形成的。陣列單元和介質(zhì)分隔器的這種結(jié)構(gòu)可以控制IMC對嵌入單元輻射圖的影響。在柵瓣和陣列的工作FOR方面，它也放寬了對陣列設(shè)計的各種設(shè)計制約。在使陣列單元的嵌入輻射圖失真方面，互耦陣列單元間的相位關(guān)系比幅度的影響更大，這一事實已被理解并被利用。比起先有的近場技術(shù)，這種相位關(guān)系的控制可以對IMC對嵌入輻射圖的影響提供更多的控制。在減少柵瓣而增加陣列的工作FOR方面，這種結(jié)構(gòu)也放寬了對陣列設(shè)計的各種設(shè)計制約。這種結(jié)構(gòu)也利于陣列設(shè)計，因為在一定程度上它提供了減小單元間陣列間隔而同時減小IMC效應(yīng)的能力。通過抑制與單元間隔和柵瓣關(guān)聯(lián)的上述問題，就能夠用較小的陣列而有較大工作FOR性能，這是很有利的。
第一和第二陣列單元中任何一個或二者，可以是發(fā)射器單元和/或檢測器單元。
介質(zhì)分隔器可以是以下各項中的任一種或它們的組合平面墻、環(huán)狀墻、多個相連平面墻、或多個相連環(huán)狀墻。這些結(jié)構(gòu)中的任何一種都可包括具有特定輪廓或用不同的介電常數(shù)制成的墻。這樣，分隔器將各陣列單元與另一陣列單元分隔開，或?qū)蝹€陣列單元或多個陣列單元與多個陣列單元分隔開。介質(zhì)分隔器的介電常數(shù)εr可在2-40的范圍內(nèi)。介質(zhì)分隔器的介電常數(shù)可在3到12之間。介質(zhì)分隔器的介電常數(shù)可大約為4。
介質(zhì)分隔器可以具有為了減小第一和第二陣列單元之間的IMC而確定的介電常數(shù)和寬度的組合?！睂挾取笔侵篙椛渌ㄟ^的分隔器的路徑長度。選擇材料介電常數(shù)和分隔器寬度的適當組合，就可對陣列單元間IMC的相位分量加以控制，這樣嵌入輻射圖的失真就得以控制。
介質(zhì)分隔器可以設(shè)置成增加或減小第一和第二陣列單元間的電通路長度，例如，將陣列嵌入到可變介電常數(shù)＞1的材料中。介質(zhì)分隔器可以設(shè)置成控制IMC信號的相位分量，以影響第一和第二陣列單元的嵌入輻射圖。
陣列可以包括陣列單元的二維陣列、陣列單元的線性陣列或陣列單元的共形陣列。所有陣列單元可以基本上在單一平面上。陣列單元可以設(shè)置成網(wǎng)格，例如矩形或方形網(wǎng)格。陣列單元的分布可以是以下任一種圖案六角形、交錯或輻射狀圓形。每個陣列單元可通過各自的介質(zhì)分隔器與至少一個相鄰陣列單元分隔開。各個介質(zhì)分隔器可以是離散的或形成為更大的連續(xù)介質(zhì)體(例如介質(zhì)體網(wǎng)格)的一部分，而陣列單元位于由網(wǎng)格區(qū)域分界的空間內(nèi)。第一和第二陣列單元中的至少一個可以完全由介質(zhì)分隔器所包圍。介質(zhì)分隔器的不同部分，或不同的介質(zhì)分隔器，可以具有不同的厚度和/或介電常數(shù)相對介電常數(shù)。這樣，二維相控陣天線可以在調(diào)諧到相鄰的可能不等效的各陣列單元之間具有介質(zhì)分隔器。或者，可以存在插入兩個二維陣列的陣列單元之間的介質(zhì)分隔器網(wǎng)格。
按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種方法來減小第一陣列單元和與第一陣列單元彼此隔開的第二陣列單元之間的IMC效應(yīng)，所述方法包括在第一陣列單元和第二陣列單元之間的電磁通路中設(shè)置介質(zhì)分隔器。
所述方法包括使用電分隔器來控制IMC信號的相位分量。
應(yīng)當指出，由于電磁輻射的互易性理論，術(shù)語”陣列單元”的使用包含檢測和/或發(fā)射單元。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種改進相控陣天線性能的方法，所述方法包括以下步驟i)確定第一和第二陣列單元之間IMC的程度；ii)優(yōu)化以下各項中至少兩項的組合介質(zhì)分隔器的寬度、輪廓以及介電常數(shù)，以便對所述互耦進行控制；iii)形成介質(zhì)分隔器，其寬度、輪廓和/或介電常數(shù)基本上等于在步驟(ii)中所優(yōu)化的；以及iv)將介質(zhì)分隔器插入第一和第二陣列單元之間。
所述方法可包括使用介質(zhì)分隔器來控制IMC信號的相位分量。
應(yīng)當指出，由于電磁輻射的互易性理論，術(shù)語”陣列單元”的使用包含檢測和/或發(fā)射單元。
現(xiàn)參閱附圖僅用示例的方式來說明本發(fā)明，附圖中圖1是利用相控陣天線(PAA)從多個輸出球形波前產(chǎn)生的平面波前的表示；圖2是將PAA控制到視軸(θ＝0°)時主平面的和波束及差波束的強度的曲線圖；圖3是將PAA控制到偏離視軸30°(θ＝30°)時主平面的和波束及差波束強度的曲線圖；圖4是按照本發(fā)明至少一方面的PAA第一實施例的示意的透視圖5為圖4的PAA的示意的側(cè)視圖；圖5a為圖4和5的PAA的示意的部分平面圖，示出輻射場的輻射的H和E矢量的對準；圖6是輻射磁場通過圖4和5中PAA的介質(zhì)分隔器的傳播的示意圖；圖7是按照本發(fā)明的PAA的第二個不同實施例的示意的側(cè)視圖；圖8是在沒有介質(zhì)分隔器的情況下圖7中PAA每個陣列單元在H矢量方向上的嵌入輻射圖的曲線圖；圖9是在具有介質(zhì)分隔器(εr＝9.3)的情況下圖6中PAA每個陣列單元在H矢量方向上的嵌入輻射圖的曲線圖；圖10是在具有介質(zhì)分隔器(εr＝4.0)的情況下圖6中PAA每個陣列單元在H矢量方向上的嵌入輻射圖的曲線圖；圖11到11c是按照本發(fā)明至少一方面的PAA可能的二維陣列的為清晰起見，饋電結(jié)構(gòu)和自適應(yīng)波束形成控制電路在此省略。
根據(jù)相控陣天線的應(yīng)用，陣列單元可以是檢測器單元和/或發(fā)射器單元。
介質(zhì)分隔器408通常由介電常數(shù)在3到10的范圍內(nèi)的介質(zhì)材料制成，這些材料包括例如，Duroid RT5880εr＝2.2；環(huán)氧樹脂Kevlarεr＝3.6；FR4環(huán)氧樹脂εr＝4.4；玻璃εr＝5.5；云母εr＝6.0；氧化鋁εr＝9.2；和砷化鎵εr＝12.9。
使用介質(zhì)分隔器408導致相鄰單元402、404之間的電距離被改動，也就改動了IMC的相位分量，因為不同介質(zhì)中電長度的變化與下式成正比1ϵr]]>式中εr為介質(zhì)分隔器的相對介電常數(shù)。
這是因為光速在介質(zhì)分隔器408中按下式改變c′=1ϵ0ϵrμ0μr]]>式中c’是在介質(zhì)分隔器中的光速；μr是介質(zhì)分隔器的相對導磁率；μ0是自由空間的導磁率；以及εr是自由空間的介電常數(shù)。
大多數(shù)介質(zhì)的相對導磁率接近于真空的導磁率，所以是相對介電常數(shù)的改變在支配著光在穿過相對介電常數(shù)不同的兩種材料之間的邊界時光速的改變。
由于不論介質(zhì)如何，光的頻率不變，而是輻射信號的波長λ在改變，以適應(yīng)光在穿過第一介質(zhì)，通常是空氣或真空，和介質(zhì)分隔器408之間的邊界時光速的改變。這樣，IMC信號的波長從相對介電常數(shù)為εr1的第一介質(zhì)進入相對介電常數(shù)為εr2的第二介質(zhì)時實際上被縮短了，其中εr2＞εr1。相反，輻射波長在從第二介質(zhì)進入第一介質(zhì)時實際上被加長了。例如，相對介電常數(shù)為4的介質(zhì)分隔器實際上將輻射波長縮短到空氣中或真空中的輻射波長的二分之一。
可以設(shè)想把整個PAA嵌入到介質(zhì)材料中，并且介質(zhì)分隔器的相對介電常數(shù)可以小于嵌入介質(zhì)體的相對介電常數(shù)。這具有介質(zhì)分隔器有效地縮短輻射在各相鄰單元之間的電通路長度的效果。
參閱圖6，并結(jié)合圖4和5，控制介質(zhì)分隔器408的介電常數(shù)，(相對介電常數(shù))以及厚度，就可以對來自介質(zhì)分隔器408的IMC輻射的相位進行控制。入射到例如介電常數(shù)為εr＝4和厚度為d的介質(zhì)分隔器408上的IMC輻射602在空氣中的波長為λ。進入分隔器408后，IMC輻射602的波長減半，變成λ/2。所以，盡管在空氣中IMC輻射602在距離d內(nèi)完成d/λ個相位周期，但在分隔器408中它將完成2d/λ個相位周期。所以，通過定制分隔器的厚度，從分隔器出來的IMC輻射603的相位就可改動，通?？蓽p小陣列單元402、404之間的IMC效應(yīng)。這樣，就可獲得由于另一陣列單元402的工作而入射到陣列單元404上的IMC輻射的所需相位。改變分隔器的介電常數(shù)也可獲得類似的效果，實際上這兩種效果是互補的。
現(xiàn)參閱圖7，圖中示出具有三個單元的線性相控陣天線700的另一實施例。它包括中心陣列單元702；兩個外圍陣列單元704、706；以及介質(zhì)分隔器708和710，它們插入在中心陣列單元702和相應(yīng)的外圍陣列單元704、706之間。
現(xiàn)參閱圖8，圖中示出沒有介質(zhì)分隔器時，每個相控陣天線單元在磁場矢量(H)平面上的嵌入輻射圖。與兩個外圍陣列單元704、706相關(guān)的輻射圖(曲線802，804)，它們的最大值并不在θ＝0°上。中心陣列單元702呈現(xiàn)的輻射圖(曲線806)，其最大值集中在θ＝0°上。兩個外圍陣列單元704、706具有的輻射圖(曲線802，804)都對θ＝0°偏斜。在僅僅最左邊的單元704工作的情況下，最左邊單元704和中心單元702之間的IMC加上最左邊單元704和最右邊單元706之間的IMC導致對來自最左邊單元的典型輻射場的干擾。這又導致偏斜的嵌入輻射圖(曲線802)。類似的論證也適用于最右邊706和中心陣列單元702的嵌入輻射圖(曲線804，806)的產(chǎn)生。陣列相對于中心單元702對稱這一事實意味著中心單元702的無偏斜的結(jié)果嵌入輻射圖(曲線806)是由于最右706和最左704陣列單元相等但相反效應(yīng)的結(jié)果。
應(yīng)當指出，如果兩個外圍陣列單元704、706不是對稱地位于中心陣列單元702的兩側(cè)，則每個外圍陣列單元704、706對中心陣列單元702的IMC效應(yīng)不等，導致中心陣列單元702的嵌入輻射圖(曲線806)也會對θ＝0°偏斜。這也會降低外圍陣列單元704、706的嵌入輻射圖(曲線802，804)之間的對稱性。
現(xiàn)參閱圖9。圖中示出對應(yīng)于圖7的陣列單元的嵌入輻射圖(曲線902-906)，但其中包括插入在中心陣列單元702和相應(yīng)的外圍陣列單元704、706之間的介質(zhì)分隔器。在所述實例中，介質(zhì)分隔器的寬度為5mm，介電常數(shù)為εr＝9.3。兩個外圍陣列單元704、706的嵌入輻射圖(曲線902，904)的偏斜很明顯。由于對稱，外圍陣列單元704、706的嵌入輻射圖(曲線902，904)是對稱的，而中心陣列單元702的嵌入輻射圖(曲線906)是失真的，但并不對θ＝0°偏斜。與圖8所示的情況相比，兩個外圍陣列單元704、706的嵌入輻射圖(曲線902，904)實際上已在θ＝O°的縱坐標交叉，即使PAA的物理布局保持相同。
現(xiàn)參閱圖10，圖中示出類似于參閱圖9所討論的配置的嵌入輻射圖(曲線1002-1006)，不同的是介質(zhì)分隔器具有的介電常數(shù)為εr＝4.0，寬度為5mm?？梢钥吹?，外圍陣列單元702、706的嵌入輻射圖(曲線1004，1002)現(xiàn)在不相對于θ＝0°偏斜。而中心陣列單元702的嵌入輻射圖(曲線1006)仍然失真，但不偏斜。所以，可以看出這種配置校正了結(jié)合圖8和9所討論的由于IMC引起的嵌入輻射圖的偏斜和失真。
這表明各陣列單元的嵌入輻射圖可以通過使用介質(zhì)分隔器來改動各陣列單元之間的IMC相位分量而進行控制。這可以改進波束控制的精確度并放寬在陣列單元間距、柵瓣和工作FOR等方面的設(shè)計制約。
在所有上述情況下，方向平行于介質(zhì)分隔器的場矢量(在此情況下為E矢量)在此實例中不受影響。
應(yīng)當指出，在二維相控陣天線的情況下，每個陣列單元至少部分由介質(zhì)結(jié)構(gòu)所圍繞。這就使天線的設(shè)計人員能夠改變介質(zhì)結(jié)構(gòu)的厚度、輪廓和/或每一面的相對介電常數(shù)，以便補償給定陣列單元與陣列中多個不同的鄰近陣列單元的互耦。
現(xiàn)參閱圖11，相控陣天線1100包括陣列單元1102a-n的二維陣列1101和介質(zhì)分隔器1104。部分陣列單元1102a-b(通常是靠近天線1100中心的那些陣列單元)完全被分隔器1104所圍繞。還有一部分陣列單元1102c-f部分地被分隔器1104所圍繞，這些陣列單元1102c-f通常處在陣列1102的邊沿和陣列1102的中心之間。鄰近陣列1101邊沿的陣列單元1102g-n通常在它們之間具有離散的平面或精確的分隔器1104。
分隔器1104這種配置的效果是允許陣列1101的設(shè)計人員能通過改變部分分隔器1104的寬度和介電常數(shù)來”調(diào)諧”分隔器1104，以優(yōu)化鄰近不同陣列單元1102a-n之間的互耦減小。這在高質(zhì)量天線中，例如用于雷達，導航和航天應(yīng)用中的天線，特別有用。
現(xiàn)參閱圖11a，天線1110包括陣列單元1112a-c，用環(huán)形分隔器1114a-c分隔開。使用環(huán)形分隔器1114a-c可以同時抑制H和E磁場的IMC效應(yīng)，因為分隔器1114a-c覆蓋了H和E磁場的對準方向，此處IMC在主H和E矢量平面上都很顯著。
現(xiàn)參閱圖11b，天線1120包括陣列單元1122a-h，它們在單一方向上用平面墻1124a-f分隔開。在這種配置中，分隔器用來減小僅單一維度上的IMC耦合效應(yīng)，在此實例中為垂直于分隔器1124a-f的方向。
現(xiàn)參閱圖11c，天線1130包括陣列單元1132a-f，它們用相互正交的垂直墻1134a-d分隔開。這可具有減小水平和垂直平面中IMC效應(yīng)的效果。
或者，介質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡單網(wǎng)格可以用來至少部分補償陣列中陣列單元間的IMC。
現(xiàn)參閱圖12，相控陣天線1200包括陣列單元1202a-i的二維陣列1201，設(shè)置成規(guī)則形式，在此情況下，為3×3方形，在鄰近陣列單元1202a-i之間有多個水平和垂直對準的介質(zhì)分隔器1204。在此實施例中，分隔器1204取離散的平面墻形式，雖然應(yīng)理解它們可以是任何方便而適宜的形狀或結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)可以部分抵消鄰近陣列單元之間的互耦，不必進行整個設(shè)計來對每個陣列單元1202a-i進行優(yōu)化。這在低成本大量生產(chǎn)的天線中，例如在無線局域網(wǎng)(WLAN)應(yīng)用中所用的天線，特別有用。
在所有情況下，應(yīng)當指出，任何介質(zhì)分隔器可以是任何形狀或形式，可以是任何介電常數(shù)。還應(yīng)當指出，在陣列單元間加上這些介質(zhì)分隔器的目的是為天線設(shè)計人員提供一種控制陣列單元間IMC的相位分量的方法。這樣作的目的是調(diào)節(jié)所述陣列的嵌入輻射圖。
應(yīng)當指出，上述相控陣天線具有廣泛的應(yīng)用范圍，包括導航系統(tǒng)，特別是在航天應(yīng)用中，雷達和通訊系統(tǒng)，例如無線局域網(wǎng)(WIAN)，移動電話基站，例如GSM，GPRS，UTMS，以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路。
權(quán)利要求
1.一種相控陣天線，它包括第一陣列單元和第二陣列單元以及介質(zhì)分隔器，所述介質(zhì)分隔器插入在所述第一和第二陣列單元之間并且在所述第一和第二陣列單元之間的單元間互耦信號的通路內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的天線，其中所述介質(zhì)分隔器具有為減小所述第一和第二陣列單元間互耦效應(yīng)而確定的介電常數(shù)、輪廓和/或?qū)挾鹊慕M合。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的天線，其中所述介質(zhì)分隔器設(shè)置成增加或減少所述第一和第二陣列單元間的電通路長度。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的天線，其中所述介質(zhì)分隔器設(shè)置成控制所述單元間互耦信號的相位分量，以便影響所述第一和第二陣列單元的嵌入輻射圖。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的天線，其中所述介質(zhì)分隔器是以下各項中的任一種或它們的組合平面墻、環(huán)狀墻、多個相連平面墻、成型墻、多個相連成型墻。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的天線，其中所述介質(zhì)分隔器具有在3到12之間的介電常數(shù)。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的天線，其中所述陣列包括二維陣列、陣列單元的線性陣列或陣列單元的共形陣列。
8.如權(quán)利要求7所述的天線，其中所有所述陣列單元基本上在單一平面內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7或8中任一項所述的天線，其中所述第一和第二陣列單元中至少一個完全由介質(zhì)分隔器所包圍。
10.如權(quán)利要求9所述的天線，其中所述介質(zhì)分隔器的不同部分具有不同的厚度和/或相對介電常數(shù)。
11.如權(quán)利要求7所述的天線，其中所述天線還包括插入在二維陣列的陣列單元之間的介質(zhì)分隔器網(wǎng)格。
12.如權(quán)利要求7到11中任一項所述的天線，其中所述陣列單元設(shè)置成網(wǎng)格。
13.如權(quán)利要求12所述的天線，其中每個陣列單元通過各自的介質(zhì)分隔器與至少一個鄰近陣列單元分隔開。
14.如權(quán)利要求13所述的天線，其中所述各個介質(zhì)分隔器是離散的，或形成為更大的連續(xù)的介質(zhì)體網(wǎng)格的一部分，同時，所述陣列單元位于以所述網(wǎng)格的各區(qū)域為界的空間內(nèi)。
15.一種減小第一陣列單元和與所述第一檢測器/發(fā)射器單元彼此隔開的第二陣列單元之間的單元間互耦效應(yīng)的方法，所述方法包括在所述第一陣列單元和所述第二陣列單元之間的電磁通路中插入介質(zhì)分隔器。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中包括利用所述介質(zhì)分隔器來控制單元間互耦信號的相位分量。
17.一種改進相控陣天線性能的方法，所述方法包括以下步驟i)確定第一和第二陣列單元之間的互耦程度；ii)優(yōu)化以下各項中至少兩項的組合介質(zhì)分隔器的寬度、輪廓、以及介電常數(shù)；以便將所述互耦效應(yīng)減至最小；iii)形成介質(zhì)分隔器，其寬度、輪廓和/或介電常數(shù)基本上等于在步驟(ii)中所優(yōu)化的；以及iv)將所述介質(zhì)分隔器插入在所述第一和第二陣列單元之間。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中包括利用所述介質(zhì)分隔器來控制單元間互耦信號的相位分量。
全文摘要
一種相控陣天線(400)，它包括第一陣列單元(402)和第二陣列單元(404)以及介質(zhì)分隔器(408)。每個第一和第二陣列單元(402、404)是檢測器單元或發(fā)射器單元。介質(zhì)分隔器(408)位于第一和第二陣列單元(402、404)之間并處在第一陣列單元(402)和第二陣列單元(404)之間的單元間互耦(IMC)信號的通路內(nèi)。
文檔編號H01Q1/00GK1768448SQ200480008890
公開日2006年5月3日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月1日
發(fā)明者B·J·休斯 申請人:秦內(nèi)蒂克有限公司