一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列，包括中心陣列單元和四個邊緣陣列單元。中心陣列單元包括第一諧振腔以及與第一諧振腔連通的第二諧振腔、第三諧振腔和第四諧振腔；第二諧振腔位于第一諧振腔的頂部中心位置；第二諧振腔的上下兩側(cè)分別為第三諧振腔，第二諧振腔的左右兩側(cè)分別為第四諧振腔；第三諧振腔和第四諧振腔的內(nèi)部包括垂直于橫向輻射槽的第一金屬軸和第二金屬軸。四個邊緣陣列單元分別位于中心陣列單元的45

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列


[0001]本技術(shù)涉及無線通信
，具體而言，涉及一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列。

技術(shù)介紹

[0002]現(xiàn)代意義的應(yīng)急通信，一般指在出現(xiàn)自然的或人為的突發(fā)性緊急情況時，綜合利用各種通信資源，保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一種具有暫時性的、為應(yīng)對自然或人為緊急情況而提供的特殊通信機制。應(yīng)急通信要求在應(yīng)急突發(fā)事件發(fā)生時將事故現(xiàn)場的相關(guān)信息遠(yuǎn)程回傳至指揮臺，通過指揮臺對事故現(xiàn)場進行遠(yuǎn)程調(diào)度指揮。因此，應(yīng)急通信對負(fù)責(zé)信息回傳的設(shè)備的性能提出了更高的要求，例如要求回傳信息設(shè)備具有高集成度、高輻射性能和低網(wǎng)絡(luò)損耗等。
[0003]濾波天線因其具有降低匹配網(wǎng)絡(luò)損耗的特性，被廣泛運用于應(yīng)急通信系統(tǒng)中。目前，應(yīng)用于應(yīng)急通信系統(tǒng)中的濾波天線通常采用以下三種方法設(shè)計得到：第一種方法是對濾波器和天線進行單獨設(shè)計，通過級聯(lián)得到濾波天線；第二種方法是利用帶濾波器綜合設(shè)計的方式得到濾波天線；第三種方法是采用在天線設(shè)計結(jié)構(gòu)中引入輻射零點的方式得到濾波天線。上述第一種方法可減少匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，但集成度不高；第二種方法能夠提高集成度，但對無載品質(zhì)因數(shù)較低的諧振器而言，網(wǎng)絡(luò)損耗較大；第三種方法雖能夠提高集成度，但設(shè)計方法不統(tǒng)一。另外，圓環(huán)形陣列排布方式被廣泛運用于濾波天線設(shè)計中，圓環(huán)形陣列排布方式能夠使天線輻射性能更加均勻，但圓環(huán)形陣列內(nèi)部空虛，空間利用率較低。
[0004]有鑒于此，特提出本申請。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0005]本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的用于應(yīng)急通信系統(tǒng)的濾波天線不能同時滿足高集成度、高輻射性能和低網(wǎng)絡(luò)損耗。目的在于提供一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列，滿足高集成度和高輻射性能要求的同時可降低網(wǎng)絡(luò)損耗。
[0006]本技術(shù)通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007]一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列，包括中心陣列單元和四個邊緣陣列單元。其中，中心陣列單元包括第一諧振腔以及與第一諧振腔連通的第二諧振腔、第三諧振腔和第四諧振腔；第二諧振腔位于第一諧振腔的頂部中心位置；第一諧振腔的頂部所在平面上，第二諧振腔的上下兩側(cè)分別為第三諧振腔，第二諧振腔的左右兩側(cè)分別為第四諧振腔；第三諧振腔的頂部設(shè)置有橫向輻射槽，第三諧振腔的內(nèi)部包括垂直于橫向輻射槽的第一金屬軸和第二金屬軸；第一金屬軸位于橫向輻射槽的一端靠近第三諧振腔的頂部位置，第二金屬軸位于橫向輻射槽的另一端靠近第三諧振腔的底部位置；第四諧振腔由第三諧振腔旋轉(zhuǎn)90
°
得到。將中心陣列單元的第三諧振腔和第四諧振腔旋轉(zhuǎn)90
°
后得到邊緣陣列單元；四個邊緣陣列單元的中心分別位于中心陣列單元的45
°
角、135
°
角、225
°
角和315
°
角上；每一個邊緣陣列單元與中心陣列單元共用一個第三諧振腔和一個第四諧振腔。
[0008]進一步的，第一諧振腔的橫截面為十字形；第二諧振腔的底部中心位置和第一諧振腔的頂部中心位置均設(shè)置有形狀和大小相同的十字縫隙，電場通過十字縫隙從第一諧振腔進入第二諧振腔；兩個第三諧振腔的底部中心位置和第一諧振腔的縱軸頂部的兩端均設(shè)置有形狀和大小相同的橫向縫隙，電場通過橫向縫隙從第一諧振腔進入第三諧振腔；兩個第四諧振腔的底部中心位置和第一諧振腔的橫軸頂部的兩端均設(shè)置有形狀和大小相同的縱向縫隙，電場通過縱向縫隙從第一諧振腔進入第四諧振腔。
[0009]進一步的，第二諧振腔的頂部中心位置設(shè)置有十字形輻射槽，第三諧振腔的頂部設(shè)置有平行于橫向縫隙的橫向輻射槽，第四諧振腔的頂部中心位置設(shè)置有平行于縱向縫隙的縱向輻射槽；俯視角度上，十字形輻射槽與十字縫隙重合，橫向輻射槽與橫向縫隙重合，縱向輻射槽與縱向縫隙重合。
[0010]進一步的，十字輻射槽的縱向槽口的尺寸與縱向輻射槽的尺寸相同，十字輻射槽的橫向槽口的尺寸與橫向輻射槽的尺寸相同。
[0011]進一步的，中心陣列單元還包括饋電線，饋電線位于第一諧振腔的下方中心位置；第一諧振腔的底部中心位置設(shè)置有十字縫隙，饋電線發(fā)出的電場通過十字縫隙進入第一諧振腔。
[0012]進一步的，第一諧振腔為TE301模諧振腔，第二諧振腔、第三諧振腔和第三諧振腔為TE101模矩形諧振腔。
[0013]進一步的，第一諧振腔和第二諧振腔的內(nèi)部均包括第一帶阻濾波結(jié)構(gòu)，第三諧振腔和第四諧振腔的內(nèi)部均包括第二帶阻濾波結(jié)構(gòu)。
[0014]進一步的，第一帶阻濾波結(jié)構(gòu)包括兩條縱向金屬桿、兩條橫向金屬桿和兩條金屬連接桿；兩條縱向金屬桿在同一平面上平行交錯排列，兩條縱向金屬桿均垂直于橫向縫隙，兩條縱向金屬桿所在的平面垂直于電場傳播方向；兩條縱向金屬桿相互靠近的一端分別與其中一條金屬連接桿的兩端連接，兩條縱向金屬桿相互遠(yuǎn)離的一端分別固定連接在第一諧振腔的縱軸的內(nèi)壁上；兩條橫向金屬桿在同一平面上平行交錯排列，兩條橫向金屬桿均垂直于縱向縫隙，兩條橫向金屬桿所在的平面垂直于電場傳播方向；兩條橫向金屬桿相互靠近的一端分別與另一條金屬連接桿的兩端連接，兩條橫向金屬桿相互遠(yuǎn)離的一端分別固定連接在第一諧振腔的橫軸的內(nèi)壁上。
[0015]進一步的，第一帶阻濾波結(jié)構(gòu)的兩條縱向金屬桿、兩條橫向金屬桿和兩條金屬連接桿位于同一平面內(nèi)，兩條金屬連接桿相交，交點位于第一諧振腔的中心位置。
[0016]進一步的，第二帶阻濾波結(jié)構(gòu)包括兩條金屬桿和一條金屬連接桿；兩條金屬桿在同一平面上平行交錯排列，兩條金屬桿均垂直于位于諧振腔底部的縫隙，兩條金屬桿所在的平面垂直于電場傳播方向；兩條金屬桿相互靠近的一端分別與金屬連接桿的兩端連接，兩條金屬桿相互遠(yuǎn)離的一端分別固定連接在諧振腔的內(nèi)壁上。
[0017]本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：
[0018]1、一方面，基于傳統(tǒng)矩陣式柵格天線陣列排的高集成度特性和圓環(huán)形天線陣列的高度對稱性(高輻射性能)，采用順序旋轉(zhuǎn)交疊組陣技術(shù)將矩陣式天線陣列繞其中心旋轉(zhuǎn)，得到等效的圓環(huán)形天線陣列；進一步利用旋轉(zhuǎn)對稱原理，將濾波天線陣列分為內(nèi)圍和外圍，即內(nèi)圍布置一個中心陣列單元，在中心陣列單元的外圍布置四個邊緣陣列單元；并且每一個陣列單元同樣分為內(nèi)圍和外圍，即內(nèi)圍布置一個中心陣元，在中心陣元的外圍布置四個
邊緣陣元，使得濾波天線陣列從整體上滿足旋轉(zhuǎn)對稱性，且每一個陣列單元滿足旋轉(zhuǎn)對稱性，最終得到的濾波天線陣列為八邊形邊界結(jié)構(gòu)，既具有矩陣式柵格天線陣列的高集成度，也具有圓環(huán)形天線陣列的高度對稱性(高輻射性能)，彌補了單一的圓環(huán)形天線陣列內(nèi)部空虛的缺陷；另一方面，考慮到陣元之間的旁瓣效應(yīng)，采用了疊層的方式布置陣列單元，即自下而上分別為饋電層、中間層諧振腔和上層諧振腔，中間層諧振腔用于功率分配，上層諧振腔用于輻射信號，并結(jié)合八邊形邊界結(jié)構(gòu)的特征，在上層諧振腔內(nèi)部設(shè)置金屬軸用于改變電場的輻射相位，使上層同一直線上的三個諧振腔的相位相同，實現(xiàn)降低濾波天線的旁瓣，提高增益。
[0019]2、考慮到高集成度天線陣列內(nèi)部陣元之間的間隔較小本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列，其特征在于，包括中心陣列單元(1)和四個邊緣陣列單元(2)；中心陣列單元(1)包括第一諧振腔(11)以及與第一諧振腔(11)連通的第二諧振腔(12)、第三諧振腔(13)和第四諧振腔(14)；第二諧振腔(12)位于第一諧振腔(11)的頂部中心位置；第一諧振腔(11)的頂部所在平面上，第二諧振腔(12)的上下兩側(cè)分別為第三諧振腔(13)，第二諧振腔(12)的左右兩側(cè)分別為第四諧振腔(14)；第三諧振腔(13)的頂部設(shè)置有橫向輻射槽(121)，第三諧振腔(13)的內(nèi)部包括垂直于橫向輻射槽(121)的第一金屬軸(122)和第二金屬軸(123)；第一金屬軸(122)位于橫向輻射槽(121)的一端靠近第三諧振腔(13)的頂部位置，第二金屬軸(123)位于橫向輻射槽(121)的另一端靠近第三諧振腔(13)的底部位置；第四諧振腔(14)由第三諧振腔(13)旋轉(zhuǎn)90
°
得到；將中心陣列單元(1)的第三諧振腔(13)和第四諧振腔(14)旋轉(zhuǎn)90
°
后得到邊緣陣列單元(2)；四個邊緣陣列單元(2)的中心分別位于中心陣列單元(1)的45
°
角、135
°
角、225
°
角和315
°
角上；每一個邊緣陣列單元(2)與中心陣列單元(1)共用一個第三諧振腔(13)和一個第四諧振腔(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列，其特征在于，第一諧振腔(11)的橫截面為十字形；第二諧振腔(12)的底部中心位置和第一諧振腔(11)的頂部中心位置均設(shè)置有形狀和大小相同的十字縫隙，電場通過十字縫隙從第一諧振腔(11)進入第二諧振腔(12)；兩個第三諧振腔(13)的底部中心位置和第一諧振腔(11)的縱軸頂部的兩端均設(shè)置有形狀和大小相同的橫向縫隙，電場通過橫向縫隙從第一諧振腔(11)進入第三諧振腔(13)；兩個第四諧振腔(14)的底部中心位置和第一諧振腔(11)的橫軸頂部的兩端均設(shè)置有形狀和大小相同的縱向縫隙，電場通過縱向縫隙從第一諧振腔(11)進入第四諧振腔(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)急通信的濾波天線陣列，其特征在于，第二諧振腔(12)的頂部中心位置設(shè)置有十字形輻射槽，第三諧振腔(13)的頂部設(shè)置有平行于橫向縫隙的橫向輻射槽，第四諧振腔(14)的頂部中心位置設(shè)置有平行于縱向縫隙的縱向輻射槽；俯視角度上，十字形輻射槽與十字縫隙重合，橫向輻射槽與橫向縫隙重合，縱向輻射...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖磊，李云峰，聶鵬，曾大和，陳旭，黃文槐，唐娜，唐志國，馮菁，李國剛，李云波，何維，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)四川省電力公司電力應(yīng)急中心，
類型：新型
國別省市：