[发明专利]用于环形阵列的稀疏相位模式平面馈电

说明书

提供了稀疏相位模式平面馈电的系统和装置实施例，用于波束转向天线系统中换能元件的环形阵列。在一实施例中，一种用于天线单元阵列的稀疏相位模式馈电包括导电第一盘；导电第二盘，平行且同轴于所述第一盘；导电外壁；多个相位模式馈电探针，其中所述相位模式馈电探针的至少一部分电耦合到所述第一盘，并且其中所述相位模式馈电探针围绕所述第一盘的中心对称地布置；以及天线单元探针，其中所述天线单元探针的至少一部分电耦合到所述第二盘，并且其中所述天线单元探针对称地布置在所述第二盘的外部，其中所述相位模式馈电探针的数量少于所述天线单元探针的数量。

技术领域

本发明涉及天线和电磁辐射修正，并且在具体实施例中，涉及控制受天线影响的辐射方向图的主波瓣方向的系统和方法。

背景技术

波束转向即辐射方向图中主波瓣的角度定位，其允许来自天线远场中点状源的期望信号被更好地识别，用于感测或信息发射和接收。当需要在一个阵列轴(其垂直于阵列的平面)周围的二维有限范围上控制平面阵列天线的波束时，很难用可变移相器或收发器模块(transceiver module，TR)来适配每个阵元，并且将其全部纳入如传统方法设计的馈电结构中。这在所涉及的波长小的情况下尤其如此，因为阵元和间隔与波长成比例(必须为半波长量级)，而馈线和移相器占据额外的空间，并且不完全与波长成比例，特别是TR。总之，移相器和TR对于短波长(例如：毫米波)来说非常昂贵，因此希望尽可能少地使用移相器和TR来实现必要的波束控制。

发明内容

根据一实施例，用于天线单元阵列的稀疏相位模式馈电包括：导电第一表面；与所述第一表面平行且同轴的导电第二表面；将所述第一表面电耦合到所述第二表面的导电外壁，所述第一表面、所述第二表面和所述外壁限定圆柱形腔；多个天线单元探针，对称地布置在接近所述外壁和所述第二表面的交叉点处，每个天线单元探针都具有电耦合到所述第一表面的第一天线部和伸入到所述圆柱形腔中的第二天线部，所述第二天线部与所述第一天线部、所述第一表面电隔离；以及多个相位模式馈电探针，对称地围绕并接近于所述第二表面的中心，每个相位模式馈电探针都具有电连接到所述第二表面的第一馈电部和伸入到所述第一和第二表面之间的所述圆柱形腔中、并且与所述第一馈电部、所述第二表面电隔离的第二馈电部，其中相位模式馈电探针的数量少于天线单元探针的数量。

根据另一实施例，一种用于将波束转向电路耦合到天线单元阵列的装置包括：导电中空圆柱体，所述导电中空圆柱体包括第一平面、第二平面和将所述第一平面连接至所述第二平面的圆柱形壁，所述第一平面、所述第二平面和所述圆柱形壁限定圆柱形腔；多个同轴换能器接收探针，其中所述换能器接收探针的外部电耦合到所述第一平面，其中所述换能器接收探针的内部伸入到所述圆柱形腔内但不接触所述第二平面，且其中所述换能器接收探针基本上对称地布置在所述第一平面中接近所述圆柱形壁的部分处；以及多个同轴相位模式馈电探针，其中所述相位模式馈电探针的外部电耦合到所述第二平面，其中所述相位模式馈电探针的内部伸入到所述圆柱形腔内但不接触所述第一平面，且其中所述相位模式馈电探针基本上对称地布置在所述第二平面中由圆柱形腔的一端限定的圆的中心周围，其中所述相位模式馈电探针的数量少于所述换能器接收探针的数量。