[发明专利]一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线

权利要求书

1.一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于，包括波导馈电网络，以及与所述波导馈电网络的输出端口连接的CTS辐射结构，所述波导馈电网络包括一个一分N的水平波导功率分配网络，以及N个一分M的垂直波导功率分配网络，所述一分N的水平波导功率分配网络与所述N个一分M的垂直波导功率分配网络通过N个水平波导-垂直波导模式转换结构相连接；所述N个一分M的垂直波导功率分配网络沿水平方向等间距平行排列，垂直波导功率分配网络所在平面与所述一分N的水平波导功率分配网络所在平面正交；

所述CTS辐射结构包括若干个辐射单元，所述辐射单元极化方式一致，连接所述一分M的垂直波导功率分配网络的功分输出端口，用于将功率分配后的电磁波辐射到自由空间，且满足各辐射单元的相位中心之间的沿着两个坐标方向上的间隔比λ0小，其中λ0表示发送或接收最高频率的电磁波自由空间波长。

2.根据权利要求1所述的一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于，所述水平波导功率分配网络包括若干矩形波导H面功率分配器，所述垂直波导功率分配网络包括若干矩形波导H面功率分配器；或者，所述水平波导功率分配网络包括若干矩形波导E面功率分配器，所述垂直波导功率分配网络包括若干矩形波导E面功率分配器；又或者，所述水平波导功率分配网络包括若干脊波导H面功率分配器，所述垂直波导功率分配网络包括若干脊波导H面功率分配器。

3.根据权利要求1所述的一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于， 所述一分N的水平波导功率分配网络的输出端口与所述水平波导-垂直波导模式转换结构的输入端口连接，所述水平波导-垂直波导模式转换结构的输出端口与所述N个一分M的垂直波导功率分配网络的输入端口连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于，所述一分N的水平波导功率分配网络包括1个功分输入端口、N个功分输出端口、若干等功率分配器、若干不等功率分配器和若干波导弯头；所述一分M的垂直波导功率分配网络包括1个功分输入端口、M个功分输出端口、若干等功率分配器、若干不等功率分配器和若干波导弯头。

5.根据权利要求1所述的一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于，所述辐射单元与所述一分M的垂直波导功率分配网络的功分输出端口连接，可以由波导喇叭构成，也可以是包含探针结构的辐射单元，其中所述探针与辐射阵面平行放置，印刷在微波介质基板之上，当辐射单元包含探针结构时，相邻辐射单元之间设有金属隔板进行隔离。

6.根据权利要求5所述的一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于，所述由波导喇叭构成的辐射单元的喇叭开口向上；

当所述垂直波导功率分配网络包括波导E面功率分配器时，所述辐射单元为切向贯通的切向槽结构，由单级或多级开口逐渐增大的台阶或喇叭组成，所述切向方向平行于多个垂直波导功率分配网络排列的方向，单个辐射单元连接N个垂直波导功率分配网络的相同输出端口，N个垂直波导功率分配网络的相同输出端口排列间距小于λ，其中λ为最高工作频率的自由空间波长，M个辐射单元的排列方向与切向方向正交，排列间距小于λ；

当所述垂直波导功率分配网络包括波导H面功率分配器时，所述辐射单元为横向贯通的横向槽结构，由单级或多级开口逐渐增大的台阶或喇叭组成，所述横向方向垂直于多个垂直波导功率分配网络排列的方向，单个辐射单元连接所有垂直波导功率分配网络的相同输出端口，N个垂直波导功率分配网络的相同输出端口排列间距小于λ，其中λ为最高工作频率的自由空间波长，N个辐射单元的排列方向与横向方向正交，排列间距小于λ。

7.根据权利要求2所述的一种基于多层混合波导功分结构的CTS天线，其特征在于，所述波导馈电网络的导波结构为矩形波导或者脊波导结构，所述脊波导结构可看作由矩形波导把宽壁弯折而成，可以是单脊结构，双脊结构，对称结构，以及非对称结构，还可以是非标脊波导，介于波导和脊波导之间的结构。