CN113471680A - 一种基于多层平行板波导的宽带线源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多层平行板波导的宽带线源，包括依次层叠设置的第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导，所述第一平行板波导与第二平行板波导通过第一弧形弯头连接，所述第二平行板波导与第三平行板波导通过第二弧形弯头连接，所述第一平行板波导的输入端口与H面喇叭连接，所述第三平行板波导的输出端口与第三弯头连接。该线源为宽带结构，能够增大横向输出范围的同时，有效减小线源纵向尺寸，在一维平面上得到相位均匀分布，幅度为余弦函数分布的平面波，从而有效减小大口径阵列天线的体积与加工难度。

Description

一种基于多层平行板波导的宽带线源

技术领域

本发明涉及天线馈源技术领域，特别涉及一种基于多层平行板波导的宽带线源。

背景技术

阵列天线由于具有良好的性能，在雷达、通信、摇杆遥测和空间技术等领域有着广泛的应用。随着通信系统的不断进步，现代通信系统迫切需要低成本、小型化、高增益、高效率、宽带的阵列天线。传统的阵列天线有微带阵列天线、抛物面天线、透镜天线等。

波导是一种常见的低损耗传输线，是采用金属管传输电磁波的重要导波装置，其管壁通常为铜、铝或者其他金属材料，其特点是结构简单、机械强度大。波导内没有内导体，电磁能量在波导管内部空间被引导传播，可以防止对外的电磁波泄露。在天线及其线源的设计中，波导由于低损耗、高功率容量的特点，具有较强的实用意义。将一维波导结构展开成二维结构就能得到平行平板波导(Parallel Plate Waveguide，PPW)，PPW由两个平板构成，具有结构简单、剖面低和插损小等优异特性。不同于常规波导，它能传输TEM模，也具有更宽的带宽。基于二维PPW结构的天线及其相关理论的报道较少。二维的结构对于天线研究来说具有更大的设计自由度，因而可以解决大口径天线设计中遇到的一些难题。理想中的PPW结构是不存在的，因为平行平板需要边界的支撑。实际研究PPW的时候，其一个或多个边界一般会封闭起来，类似于截面的长边远远大于窄边的波导。

而在平行板波导阵列天线的设计中，常常需要设计线源。相比天线的开放结构不同，线源为封闭结构，线源可输出等相位分布的平面电磁波用于天线的馈电。传统的波导天线的线源根据幅度分布方式主要分为两种，一种是离散线源，另一种是连续线源。线源的性能不仅对天线的匹配产生直接的影响，而且线源输出电磁波幅度和相位的特性对天线的辐射场增益、副瓣电平也具有决定性的影响，同时线源的尺寸直接决定了阵列天线的最小尺寸。因此，要得到良好的天线整体性能，线源的设计至关重要。

申请号为201310409126.X的中国专利中公开了一种用于平面波导CTS天线馈电装置的宽频带线源，该宽频带线源包括H面扇形喇叭天线、偏置反射面和平板波导，H面扇形喇叭天线和偏置反射面设置在平板波导内部，H面扇形喇叭天线的相位中心设置在偏置反射面的焦点。该宽频带线源通过将喇叭天线置于反射器的焦点处，喇叭天线辐射的场经过反射器在反射器口径面处产生等相位分布的平面波。但是，该宽频带线源存在整体纵向尺寸较大，不利于宽频带线源的小型化设计的问题。

申请号为201610523014.0的中国专利中公开了一种用于平面CTS天线的宽频带线源，包括馈电网络、第一矩形波导和若干个结构尺寸相同的H面单脊矩形波导T型结，其中网络为功率分配器，由若干H面单脊矩形波导T型结横向零间距依次排布形成H面单脊矩形波导T型结阵列组成。该宽频带线源通过将输入矩形波导电磁波能量进行均匀分配，在输出平行板波导处得到输出等幅度分布、等相位分布的平面波。但是，该宽频线源存在如下问题：一、由于该线源采用功率分配器，在增大横向输出范围的同时，线源的纵向宽度成倍数增长，这样的馈源并不适用与大口径小尺寸阵列天线；二、在阵列天线线源的设计过程中，为了满足天线低副瓣性能，通常要求线源能够输出幅度呈余弦规律分布的平面波，该宽带线源仅能输出等幅分布平面波，作为线源使用时，天线副瓣较高。

申请号为201621478793.9的中国专利中公开了一种H面喇叭线源，包括输入矩形波导、连接在输入矩形波导上的H面喇叭、H面喇叭的口径面上设置有超材料。其中超材料包括基底一级呈阵列式排布于基底上的多个导电微结构。该线源通过超材料的设置，在口径面上达到了电磁波等效折射率可调的功能，因此在输出口得到等相位分布的平面波。但是，该宽频线源存在如下问题：一、线源带宽受限于超材料带宽，所设计的线源往往是窄带线源；二、线源输出横向距离有限，不适用于大口径阵列天线。

因此，随着大口径阵列天线的广泛应用，现有线源技术存在的问题是：输出横向尺寸小、带宽较窄、纵向尺寸过大、输出幅度分布不满足天线低副瓣特性。

发明内容

基于现有技术存在的技术缺陷，本发明的主要目的在于提供一种基于多层平行板波导的宽带线源，以解决大口径馈电时，线源小型化、宽带和输出幅度分布的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于多层平行板波导的宽带线源，包括依次层叠设置的第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导，所述第一平行板波导与第二平行板波导通过第一弧形弯头连接，所述第二平行板波导与第三平行板波导通过第二弧形弯头连接，所述第一平行板波导的输入端口与H面喇叭连接，所述第三平行板波导的输出端口与第三弯头连接。该线源为宽带结构，能够增大横向输出范围的同时，有效减小线源纵向尺寸，在一维平面上得到相位均匀分布，幅度为余弦函数分布的平面波，从而有效减小大口径阵列天线的体积与加工难度。

进一步地，所述H面喇叭由两个斜面和两个平面构成，其中斜面的方向为电场方向，平面的方向为磁场方向。所述H面喇叭沿线源的横向中轴线设置，其上、下两个宽面分别与第一平行板波导的上、下表面连接。所述H面喇叭的开口朝向第一弧形弯头方向，喇叭的输出端口辐射出的柱面波沿横向中轴线对称分布。通过调整喇叭的开口大小可以调整输出柱面波波束宽度，喇叭斜面的形状可以为棱锥型或是指数规律渐变型。

进一步地，H面喇叭可以和所述第一弧形弯头不直接连接，此时第一弧形弯头的横向尺寸D2可以等于线源整体横向尺寸D1也可以小于线源整体横向尺寸D1，此结构得到的输出平面波幅度分布更陡峭，副瓣电平的抑制效果更好。线源整体横向尺寸D1和第一弧形弯头的横向尺寸D2如图14所示。

进一步地，H面喇叭也可以和所述第一弧形弯头直接连接，此时第一弧形弯头的横向尺寸D2小于线源整体横向尺寸D1，此结构具有更高的口径效率。线源整体横向尺寸D1和第一弧形弯头的横向尺寸D2如图14所示。

进一步地，所述H面喇叭的输入端口与矩形波导连接，可外接模式转换器件(例如微带波导过渡结构、标准同轴波导过渡结构等)。为了达到良好的阻抗性能，所述矩形波导沿线源的横向中轴线设置，所述矩形波导的上、下两个宽面分别与H面喇叭的上、下两个宽面连接，矩形波导的高度与H面喇叭的高度相同。所述矩形波导的主模为TE10模式。所述H面喇叭的开口大于λ，其中λ为最高频率传输电磁波的波导波长。

进一步地，所述第一弧形弯头为C型的腔体结构，其腔体内壁为金属材料，C型开口朝向线源结构的内侧，用于改变波导内的电磁波传输方向和相位分布。所述第一弧形弯头的横向旋转弧度满足以下公式：

其中：

a为线源整体横向尺寸D1的一半，e为取值范围为

常数。

在本实施例中，线源的纵向默认为弯头的中轴线方向，横向默认为与弯头中轴线方向垂直的方向。

通过调整H面喇叭激励出柱面波的相位中心位置与e的值，可以初步调节到达第二平行板波导的平面波相位分布。

进一步地，所述第一弧形弯头与第一平行板波导、第二平行板波导接触的位置设有上、下两个对称的第一匹配台阶，用于实现平面波传播方向的转向。所述第一匹配台阶为矩形阶梯，或具有一定弧度的三角形阶梯。所述第一匹配台阶可以使经过第一平行板波导的平面波传播方向转向180度，进入第二平行板波导。

进一步地，所述第二弧形弯头为C型的腔体结构，其腔体内壁为金属材料，C型开口朝向线源结构的内侧，用于改变波导内的电磁波传输方向和相位分布。所述第二弧形弯头的横向旋转弧度满足以下公式：

X²＝4fY，其中：f为取值范围为

的常数。

进一步地，所述第二弧形弯头与第二平行板波导、第三平行板波导接触的位置设有上、下两个对称的第二匹配台阶，用于实现平面波传播方向的转向。所述第二匹配台阶为矩形阶梯，或具有一定弧度的三角形阶梯。所述第二匹配台阶可以使经过第二平行板波导的平面波传播方向转向180度，进入第三平行板波导。通过调整第一弧形弯头、第二弧形弯头的纵向相对位置与f的值，可以调节到达第三平行板波导的平面波相位分布。

进一步地，所述第三弯头为L型弯头，其在横向方向上的旋转弧度为直线。所述L型弯头由L型拐角和第三匹配台阶构成。所述第三匹配台阶为矩形阶梯，或具有一定弧度的三角形阶梯。

进一步地，所述第三平行板波导的输出端口设置在第三平行板波导的正上方，用于连接CTS天线等需要平面波馈源天线的并联馈电、串联馈电网络或辐射结构，直接辐射电磁波。

进一步地，所述第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导之间由金属薄板间隔。所述第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导的上、下、侧面壁采用金属导体，侧面壁贴有吸波材料。

进一步地，所述第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导可由基片集成波导代替。

进一步地，所述第一弧形弯头和第二弧形弯头的中轴线重合。

本发明还提供一种天线，所述的天线包含如前所述任何一种形式的基于多层平行板波导的宽带线源。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、该专利设计简单、剖面较低、加工容易，在大口径横向输出的情况下，可有效地减小线源的总体纵向尺寸，因而可以进一步减小大口径阵列天线总体尺寸。

2、由于采用平行板波导作为线源的主要结构，该线源具有较为宽带的特性，因而可以广泛用于宽带阵列天线的馈源。

3、该线源输出幅度分布呈余弦函数分布，用于阵列天线馈源时，可以满足低副瓣的性能要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例宽带线源的透视结构示意图；

图2是本发明实施例宽带线源的侧面剖面结构示意图；

图3是本发明实施例宽带线源第一层平行板波导的剖面结构示意图；

图4是本发明实施例宽带线源第二层平行板波导的剖面结构示意图；

图5是本发明实施例宽带线源第三层平行板波导的剖面结构示意图；

图6是本发明实施例宽带线源第一层平行板波导的电场幅度仿真图；

图7是本发明实施例宽带线源第二层平行板波导的电场幅度仿真图；

图8是本发明实施例宽带线源第三层平行板波导的电场幅度仿真图；

图9是本发明实施例提供的宽带线源输入端口电压驻波比(VSWR)仿真曲线图；

图10是本发明实施例提供的宽带线源在30GHz频点时输出端口归一化幅度分布曲线图；

图11是本发明实施例提供的宽带线源在30GHz频点时输出端口归一化相位分布曲线图；

图12是本发明另一实施例宽带线源的透视结构示意图；

图13是本发明另一实施例宽带线源的侧面剖面结构示意图；

图14是本发明另一实施例宽带线源的透视结构示意图；

图15是本发明另一实施例宽带线源的侧面剖面结构示意图；

图16是本发明另一实施例宽带线源第一层平行板波导的剖面结构示意图；

图17是本发明另一实施例宽带线源第二层平行板波导的剖面结构示意图；

图18是本发明另一实施例宽带线源第三层平行板波导的剖面结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-2所示，本发明实施例的宽带线源主要由三个依次层叠设置的第一平行板波导6、第二平行板波导7、第三平行板波导8，所述第一平行板波导6与第二平行板波导7通过第一弧形弯头3连接，所述第二平行板波导7与第三平行板波导8通过第二弧形弯头4连接，所述第一平行板波导6的输入端口与H面喇叭2连接，所述第三平行板波导8的输出端口与第三弯头5连接。该线源为宽带结构，能够增大横向输出范围的同时，有效减小线源纵向尺寸，在一维平面上得到相位均匀分布，幅度为余弦函数分布的平面波，从而有效减小大口径阵列天线的体积与加工难度。

通过调整H面喇叭2的纵向位置和柱面波的相位中心，调整第一弧形弯头3、第二弧形弯头4的旋转弧度，那么，H面喇叭2所产生的柱面波在经过第一平行板波导6、第一弧形弯头3、第二平行板波导7、第二弧形弯头4，在第三平行板波导8、第三弯头5之后，可得到相位相等、幅度沿横向呈余弦函数分布的平面波。本实例采用外接矩形波导1进行馈电，总体轮廓为金属长方体，内部镂空部分为平行板波导腔体结构。电磁波通过侧面的矩形波导口馈入，经平行板波导腔体结构，于顶面平行板波导口输出。其中输入的电磁波模式为标准矩形波导的TE10模，输出的电磁波模式为平行板波导的准TEM模，输出的准TEM模式在整体结构横向方向电场幅度呈余弦分布，电场相位呈等相位分布。

如图2所示，平行板波导腔体从侧面观察主要由输入端口矩形波导1、H面喇叭2、第一平行板波导6、第二平行板波导7、第三平行板波导8、第一弧形弯头3、第二弧形弯头4、第三弯头5构成。其中矩形波导1的端口位于线源的横向宽边侧面，输出端口位于线源的顶面。矩形波导1、H面喇叭2与第一平行板波导6、第二平行板波导7、第三平行板波导8的水平高度相同，其中第一平行板波导6、第二平行板波导7、第三平行板波导8平行放置，第一平行板波导6与第二平行板波导7在垂直方向上相隔一层金属薄板，第二平行板波导7与第三平行板波导8在垂直方向上相隔一层金属薄板。第一平行板波导6的一端连接H面喇叭2柱面波馈源；第一平行板波导6的另一端与第二平行板波导7的一端通过第一弧形弯头3连接，第一弧形弯头3的上、下表面设置有两个三角形的第一匹配台阶11，由第一平行板波导6馈入的平面波经过第一弧形弯头3处，平面波传播方向转向180度，到达第二平行板波导7；第二平行板波导7的另一端与第三平行板波导8的一端通过第二弧形弯头4连接，第二弧形弯头4的上、下表面设置有两个三角形的第二匹配台阶12，由第二平行板波导7馈入的平面波经过第二弧形弯头4处，平面波传播方向转向180度，到达第三平行板波导8；第三平行板波导8与输出端口通过第三弯头5连接，由第三平行板波导8馈入的平面波经过第三弯头5，平面波的传播方向转向90度，到达输出端口。

具体地，所述第一弧形弯头3和第二弧形弯头4为为C型的腔体结构(也可以称之为C型弯头)。其中：

所述第一弧形弯头3的横向旋转弧度满足公式

其中：

a为线源整体横向尺寸D1的一半，e为取值范围为

常数。在本实施例中，线源的纵向默认为弯头的中轴线方向，横向默认为与弯头中轴线方向垂直的方向。

所述第二弧形弯头4的横向旋转弧度满足公式X²＝4fY，其中：f为取值范围为

的常数。对本实施例中自取所得到的参数进行优化，可以以得到更好的传输效果与所要求的输出平面波。

如图3至图5所示，实例所示第一平行板波导6连接H面喇叭2和第一弧形弯头3。输入端的矩形波导1为标准类型矩形波导，外接标准波同转换器件，矩形波导1沿线源的中轴线放置，矩形波导1宽边与上、下两个平行板连接，其中两个平行板的距离为矩形波导窄边宽度，矩形波导的激励信号为TE10模式。H面喇2由两个斜面9和两个平面10组成，其中斜面方向为电场方向，平面方向为磁场方向，平面与平行板波导的上、下表面接触。喇叭沿结构整体横向中轴线放置，喇叭的输入端口连接矩形波1的输出端口，喇叭的开口方向为第一弧形弯头3，喇叭的输出端口辐射出的柱面波，沿整体结构横向中轴线对称分布，喇叭的E面高度与矩形波导1的宽边高度一致，喇叭开口大小大于λ(最高频率传输电磁波的波导波长)，通过调整喇叭的开口大小可以调整输出波束宽度，喇叭斜面的形状可以为棱锥型或是指数规律渐变型，在本实例中为指数规律渐变型。

如图1至图5所示，实例所示H面喇叭和所述第一弧形弯头不直接连接，此处第一弧形弯头的横向尺寸D2等于线源整体横向尺寸D1，此结构得到的输出平面波幅度分布更陡峭，副瓣电平的抑制效果更好，仿真显示此结构对于副瓣电平的抑制一般可以达到-30dB以下。线源整体横向尺寸D1和第一弧形弯头的横向尺寸D2如图14所示。

如图14至图18所示，另一实例所示H面喇叭和所述第一弧形弯头直接连接，此时第一弧形弯头的横向尺寸D2小于线源整体横向尺寸D1，此结构具有更高的口径效率，仿真显示此结构一般能够达到85％以上的口径效率。线源整体横向尺寸D1和第一弧形弯头的横向尺寸D2如图14所示。

本实例所示第二平行板波导7连接第一弧形弯头3和第二弧形弯头4。实例所示第三平行板波导8连接第二弧形弯头4和第三弯头(为L型弯头)。实例所示第一平行板波导6、第二平行板波导7、第三平行板波导8的上、下、侧面壁15均采用金属良导体，侧面壁贴有吸波材料。

如图6至图11所示，采用商业仿真软件对本发明的宽带线源进行仿真。第一平行板波导电场幅度仿真图如图6所示，第二平行板波导电场幅度仿真图如图7所示，第三平行板波导电场幅度仿真图如图8所示。分析图6至图8可知，输入端口激励出柱面波，在第三平行波导成为幅度分布呈余弦分布、等相位分布的平面波。本发明的宽带线源在15GHz至35GHZ时的输入端口电压驻波比仿真曲线图如图9所示。在30GHz频点时输出端口归一化幅度曲线图如图10所示。在30GHz频点时输出端口归一化相位曲线图如图11所示。分析图9可知，本发明在整个20GHz至35GHz整个频带内电压驻波比低于1.2，具有宽带特性。分析图10可知，本发明在30GHz频点处幅度分布呈现不均匀分布，近似于余弦分布。分析图10可知，本发明在30GHz频点处相位分布呈现等相位分布，近似于理想平面波。

基于以上原理，本发明也可以根据需要，增加平行板波导的层数(多于三层)，如图12、13所示，可以设计为五层结构，其原理与上述结构类似，以解决大口径馈电时，线源小型化、宽带和输出幅度分布的问题，再次不再赘述。所述平行板波导的数量根据线源结构的尺寸可以设置任意多层，其中最底层为输入层波导，最顶层为输出层波导，中间层为传输层波导，相邻两层平行板波导之间通过弧形弯头连接。假设弧形弯头的数量为N(N≥2)，则平行板波导为N+1层。所述弧形弯头所在弧线各点的曲率可以相同，也可以不同，具体根据线源输出平面波的参数进行设置，在此不再逐一描述。在线源的结构设计时，可根据线源结构及尺寸的要求，选择不同层数的平行板波导。通过控制平行板波导的层数量，可以较为灵活地调节整体线源的宽纵比，并且扩展部分各单元相同，减少天线的设计难度。

以上是本发明的具体实施方式，本领域的技术人员可以通过应用本发明公开的方法以及一些没有做出创造性劳动前提下的替代方式制作出本实施例的宽带线源。本发明线性源适合作为大口径宽带阵列天线的线源使用。

如上所述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，包括依次层叠设置的第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导，所述第一平行板波导与第二平行板波导通过第一弧形弯头连接，所述第二平行板波导与第三平行板波导通过第二弧形弯头连接，所述第一平行板波导的输入端口与H面喇叭连接，所述第三平行板波导的输出端口与第三弯头连接。

作为优选，所述H面喇叭由两个斜面和两个平面构成，其中斜面的方向为电场方向，平面的方向为磁场方向。

作为优选，所述H面喇叭沿线源的横向中轴线设置，其上、下两个宽面分别与第一平行板波导的上、下表面连接。

作为优选，所述H面喇叭的开口朝向第一弧形弯头方向，喇叭的输出端口辐射出的柱面波沿横向中轴线对称分布。

作为优选，所述H面喇叭可以和所述第一弧形弯头不直接连接，此时第一弧形弯头的横向尺寸D2可以等于线源整体横向尺寸D1也可以小于线源整体横向尺寸D1；

作为优选，所述H面喇叭也可以和所述第一弧形弯头直接连接，此时第一弧形弯头的横向尺寸D2小于线源整体横向尺寸D1；

作为优选，所述第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导可由基片集成波导代替。

作为优选，所述第一弧形弯头和第二弧形弯头的中轴线重合。

2.根据权利要求1所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述H面喇叭的输入端口与矩形波导连接。

作为优选，所述矩形波导沿线源的横向中轴线设置，所述矩形波导的上、下两个宽面分别与H面喇叭的上、下两个宽面连接，矩形波导的高度与H面喇叭的高度相同。

作为优选，所述矩形波导的主模为TE10模式。

3.根据权利要求1所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第一弧形弯头为C型的腔体结构，其腔体内壁为金属材料，C型开口朝向线源结构的内侧，用于改变波导内的电磁波传输方向和相位分布。

作为优选，所述第一弧形弯头的横向旋转弧度满足以下公式：

其中：

a为线源整体横向尺寸D1的一半，e为取值范围

的常数。

4.根据权利要求1或3所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第一弧形弯头与第一平行板波导、第二平行板波导接触的位置设有上、下两个对称的第一匹配，用于实现平面波传播方向的转向。

作为优选，所述第一匹配台阶为矩形阶梯，或具有一定弧度的三角形阶梯。

作为优选，所述第一匹配台阶可以使经过第一平行板波导的平面波传播方向转向180度，进入第二平行板波导。

5.根据权利要求1所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第二弧形弯头为C型的腔体结构，其腔体内壁为金属材料，C型开口朝向线源结构的内侧，用于改变波导内的电磁波传输方向和相位分布。

作为优选，所述第二弧形弯头的横向旋转弧度满足以下公式：

X²＝4fY，其中：f为取值范围为

的常数。

6.根据权利要求1或6所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第二弧形弯头与第二平行板波导、第三平行板波导接触的位置设有上、下两个对称的第二匹配台阶，用于实现平面波传播方向的转向。

作为优选，所述第二匹配台阶为矩形阶梯，或具有一定弧度的三角形阶梯。

作为优选，所述第二匹配台阶可以使经过第二平行板波导的平面波传播方向转向180度，进入第三平行板波导。

7.根据权利要求1所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第三弯头为L型弯头，其在横向方向上的旋转弧度为直线。

作为优选，所述L型弯头由L型拐角和第三匹配台阶构成。

作为优选，所述第三匹配台阶为矩形阶梯，或具有一定弧度的三角形阶梯。

8.根据权利要求1所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第三平行板波导的输出端口设置在第三平行板波导的正上方，用于连接CTS天线。

9.根据权利要求1所述基于多层平行板波导的宽带线源，其特征在于，所述第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导之间由金属薄板间隔。

作为优选，所述第一平行板波导、第二平行板波导、第三平行板波导的上、下、侧面壁采用金属导体，侧面壁贴有吸波材料。

10.一种天线，其特征在于，所述的天线包含权利要求1至9所述任一种基于多层平行板波导的宽带线源。

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