[0035]具體的，所述第一等相位等幅度功率分配器6通過(guò)并聯(lián)兩個(gè)第二功率分配器(51、51)形成一個(gè)一分四的等相位等幅度功率分配器，所述一分四的等相位等幅度功率分配器的四個(gè)分支分別與四個(gè)開(kāi)關(guān)相連。
[0036]具體拓展方式如圖3、圖4所示2 X 2單脈沖天線陣列，包括四個(gè)縱橫方向二維陣列排布的天線單元(或子陣列)，所述每個(gè)天線單元(或子陣列)包括兩個(gè)饋電端口，所述各天線單元(或子陣列)兩端的饋電端口分別通過(guò)共面波導(dǎo)傳輸線與開(kāi)關(guān)相連，開(kāi)關(guān)控制使天線單元(或子陣列)兩端只有一個(gè)端口處于工作狀態(tài)；三個(gè)等相位等幅度功率分配器，其中一個(gè)功率分配器并聯(lián)另兩個(gè)功率分配器，從而構(gòu)成一個(gè)一分四的等幅度等相位功率分配器，這個(gè)一分四的等幅度等相位功率分配器四個(gè)分支分別與開(kāi)關(guān)相連，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，可分別饋電于四個(gè)天線單元(或子陣列)的兩個(gè)端口的其中一個(gè)端口。改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，即改變天線單元(或子陣列)的輸入端口，從而改變天線單元(或子陣列)的相位，可形成三種不同的天線方向圖:和波束、方位差波束和俯仰差波束，從而可實(shí)現(xiàn)單脈沖定位。
[0037]基于上述，如圖5所示，所述天線單元(或子陣列)包括介質(zhì)基片1、上金屬層21、下金屬層22和若干金屬通孔，所述介質(zhì)基片I設(shè)置在上金屬層21和下金屬層22之間，所述金屬通孔貫穿介質(zhì)基片1、上金屬層21和下金屬層22，且上、下兩端分別連接上金屬層21和下金屬層22，所述各金屬通孔陣列式排布成諧振腔4。所述諧振腔4的輪廓為方形，所述天線單元(或子陣列)的工作模式為諧振腔4的高次簡(jiǎn)并模式TE120和TE210模式，諧振腔4輪廓具體尺寸根據(jù)所述高次簡(jiǎn)并模式進(jìn)行計(jì)算。
[0038]所述上金屬層21上諧振腔4的四周蝕刻出四條縫隙作為輻射縫隙2，所述輻射縫隙2作為天線單元(或子陣列)的輻射結(jié)構(gòu)。所述天線單元(或子陣列)的兩個(gè)饋電端口設(shè)置在下金屬層22上，所述饋電端口蝕刻出縫隙作為有限接地共面波導(dǎo)傳輸線3(FG-CPW)，所述有限接地共面波導(dǎo)傳輸線3作為天線單元(或子陣列)的饋電結(jié)構(gòu)。所述一分二開(kāi)關(guān)決定天線的饋電端口，從而改變輻射單元的相位，實(shí)現(xiàn)和波束、方位差波束及俯仰差波束。
[0039]本發(fā)明中，基于方形的基片集成波導(dǎo)背腔圓極化天天線單元(或子陣列)分別從四個(gè)角方向進(jìn)行饋電時(shí)，相位依次相差90度，因此通過(guò)對(duì)角端口饋電時(shí)輻射場(chǎng)相位相差180度。通過(guò)開(kāi)關(guān)控制天線單元(或子陣列)的信號(hào)輸入端口:當(dāng)四個(gè)天線都從相同相位輸入時(shí)，將實(shí)現(xiàn)和波束；當(dāng)四個(gè)天線單元(或子陣列)中橫向的上下兩對(duì)天線單元(或子陣列)從相同相位的端口輸入，縱向的左右兩對(duì)天線單元(或子陣列)從相反相位輸入，則實(shí)現(xiàn)俯仰差波束；反之，當(dāng)四個(gè)天線單元(或子陣列)中橫向的上下兩對(duì)天線單元(或子陣列)從相反相位的端口輸入，縱向的兩對(duì)天線單元(或子陣列)從相同相位輸入，則實(shí)現(xiàn)方位差波束。
[0040]基于本發(fā)明思想，利用PCB工藝制作圓極化單脈沖天線，并進(jìn)行相關(guān)測(cè)試:圖6，圖7，圖8分別為該天線陣列的和波束、俯仰差波束和方位差波束的仿真和測(cè)試的回波損耗
S111 ;圖9實(shí)測(cè)天線在頻率5.88GHz時(shí)和波束增益方向圖；圖10實(shí)測(cè)天線在頻率5.88GHz時(shí)俯仰差波束增益方向圖；圖11為在法向方向上，實(shí)測(cè)天線在頻率5.88GHz時(shí)方位差波束增益方向圖；圖12為在法向方向上，實(shí)測(cè)天線在和波束時(shí)隨頻率變化下的軸比變化關(guān)系和增益變化關(guān)系圖；圖13為在法向方向上，實(shí)測(cè)天線在俯仰差波束隨頻率變化下的軸比變化關(guān)系和增益變化關(guān)系圖；圖14為在法向方向上，實(shí)測(cè)天線在方位差波束隨頻率變化下的軸比變化關(guān)系和增益變化關(guān)系圖。測(cè)試表明，該天線具有三種不同的方向圖:和波束、俯仰差波束和方位差波束，且差波束方向圖的零深較大，很好的滿(mǎn)足了單脈沖定位功能，同時(shí)滿(mǎn)足較好的圓極化特性，較好的駐波特性，且輪廓低、體積小、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于集成。
[0041]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:包括四個(gè)縱橫方向二維陣列排布的天線單元，四個(gè)與天線單元一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)，一個(gè)一分四的等幅度等相位功率分配器；所述每個(gè)天線單元包括兩個(gè)饋電端口，各天線單元兩端的饋電端口分別通過(guò)有限接地共面波導(dǎo)傳輸線(3)與開(kāi)關(guān)相連，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制使天線單元兩端只有一個(gè)端口處于工作狀態(tài)；所述一分四的等幅度等相位功率分配器由一個(gè)第一等相位等幅度功率分配器(6)并聯(lián)兩個(gè)第二等相位等幅度功率分配器(51、52)構(gòu)成，且一分四的等幅度等相位功率分配器的四個(gè)分支分別與開(kāi)關(guān)相連，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，可分別饋電于四個(gè)天線單元的兩個(gè)端口的其中一個(gè)端口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述天線單元包括介質(zhì)基片(I)、上金屬層(21)、下金屬層(22)和若干個(gè)陣列式排布成諧振腔(4)的金屬通孔；所述介質(zhì)基片(I)設(shè)置在上金屬層(21)和下金屬層(22)之間；所述金屬通孔貫穿介質(zhì)基片(I)、上金屬層(21)和下金屬層(22)，且金屬通孔的上、下兩端分別連接上金屬層(21)和下金屬層(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述諧振腔(4)的輪廓為方形或長(zhǎng)方形。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述天線單元的工作模式為諧振腔(4)的高次簡(jiǎn)并模式TE120和TE210模式。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述上金屬層(21)上諧振腔(4)的四周蝕刻有四條縫隙作為輻射縫隙(2)，所述輻射縫隙(2)作為天線單元的輻射結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述天線單元的兩個(gè)饋電端口設(shè)置在下金屬層(22)上，所述饋電端口蝕刻出縫隙作為有限接地共面波導(dǎo)傳輸線(3)，所述有限接地共面波導(dǎo)傳輸線(3)作為天線單元的饋電結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述天線單元上的兩個(gè)饋電端口相位相差180度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可重構(gòu)的單脈沖天線，其特征在于:所述第一等相位等幅度功率分配器(6)和第二等相位等幅度功率分配器(51、52)均為傳統(tǒng)的威爾金森功率分配器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種可重構(gòu)的單脈沖天線，包括四個(gè)縱橫方向二維陣列排布的天線單元，四個(gè)與天線單元一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)，一個(gè)一分四的等幅度等相位功率分配器；所述每個(gè)天線單元包括兩個(gè)饋電端口，各天線單元兩端的饋電端口分別通過(guò)有限接地共面波導(dǎo)傳輸線與開(kāi)關(guān)相連，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制使天線單元兩端只有一個(gè)端口處于工作狀態(tài)；一分四的等幅度等相位功率分配器的四個(gè)分支分別與開(kāi)關(guān)相連，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，可分別饋電于四個(gè)天線單元的兩個(gè)端口的其中一個(gè)端口。改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，即改變天線單元的輸入端口，從而改變天線單元的相位，可形成三種不同的天線方向圖：和波束、方位差波束和俯仰差波束，從而可實(shí)現(xiàn)單脈沖定位。
【IPC分類(lèi)】H01Q1/38, H01Q21/00, H01Q25/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105140658
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510449413
【發(fā)明人】郝張成, 王宏慧
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月28日...