加載脊喇叭相控陣天線單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信、測(cè)控領(lǐng)域中的一種加載脊喇叭相控陣天線單元，本發(fā)明較適合應(yīng)用于要求寬帶、寬角波束掃描的通信、測(cè)控相控陣天線射頻系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在通信、測(cè)控系統(tǒng)中寬帶天線單元形式主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式，在性能上雖各有特點(diǎn)，但均存在某種不足。
[0003]1、傘形印刷天線:該形式天線形式可實(shí)現(xiàn)40%左右的帶寬，可作為相控陣掃描的輻射單元，但無(wú)法滿足倍頻的帶寬。
[0004]2、Vivaldi印刷寬帶天線:該形式天線可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)倍頻的帶寬，天線厚度較薄，較適合于應(yīng)用在一維波束掃描的相控陣天線系統(tǒng)，但由于介質(zhì)板的饋線損耗會(huì)導(dǎo)致天線的福射效率下降，并存在饋線的寄生輻射效應(yīng)，陣中互耦較大，介質(zhì)結(jié)構(gòu)需采用輔助件加以固定，在惡劣的工作環(huán)境下可靠性較差。
[0005]3、封閉式加脊喇叭，該形式為傳統(tǒng)的寬帶天線形式，它的特點(diǎn)是工作帶寬在幾個(gè)倍頻以上，方向圖定向性較好，極化純度相對(duì)較高，廣泛應(yīng)用在寬帶標(biāo)校系統(tǒng)中，由于其封閉喇叭口的尺寸較大，并不適用于相控陣天線系統(tǒng)中，天線輻射的方向圖波束寬度較窄，波束掃描增益掃描下降較快。

【發(fā)明內(nèi)容】

。
[0006]本發(fā)明的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處而提供一種加載脊喇叭相控陣天線單元結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特點(diǎn)是，阻抗帶寬寬，波束寬度寬，結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)相控陣天線系統(tǒng)的的寬帶、寬角掃描。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對(duì)脊臂2、設(shè)置在脊臂上的調(diào)配孔3、背腔4和SMA饋電接插件5，脊臂2由內(nèi)曲面6和外曲面9圍合而成，其特征在于:在外曲面9的外側(cè)設(shè)置有一個(gè)彎折狀的加載臂1，加載臂I的一端與脊臂2的頂端相接，加載臂I的另一端為自由端，與脊臂2頂端相接的加載臂I 一端為加載臂I的頂端。
[0009]其中，所述加載臂的彎折處的角度為90°。
[0010]其中，在背腔4內(nèi)的底板的幾何中心位置固定設(shè)置有一個(gè)十字調(diào)配塊7。
[0011]本發(fā)明的【背景技術(shù)】比較有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、本發(fā)明設(shè)置了加載脊喇叭相控陣天線單元I部件，它由加載臂1、脊臂2、調(diào)配孔3、背腔4、SMA饋電接插件5構(gòu)成，能在寬頻帶內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量定向波束，且采用加載臂有效的展寬了脊喇叭的波束寬度30%，小于2的駐波帶寬達(dá)到5個(gè)倍頻。
[0013]2、本發(fā)明的天線整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，與其他開放型加脊喇叭和封閉式加脊喇叭比較，展寬了天線輻射方向圖的波束寬度，這對(duì)于寬帶寬掃描的相控陣天線來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，該天線單元結(jié)構(gòu)形式較適用于寬帶、寬角掃描的相控陣天線系統(tǒng)中。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明背腔結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1和圖2，一種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對(duì)脊臂2、設(shè)置在脊臂上的調(diào)配孔3、背腔4和SMA饋電接插件5，脊臂2由內(nèi)曲面6和外曲面9圍合而成，其特征在于:在外曲面9的外側(cè)設(shè)置有一個(gè)彎折狀的加載臂I，加載臂I的一端與脊臂2的頂端相接，加載臂I的另一端為自由端，與脊臂2頂端相接的加載臂I一端為加載臂I的頂端。在背腔4內(nèi)的底板的幾何中心位置固定設(shè)置有一個(gè)十字調(diào)配塊7。
[0017]實(shí)施中，所述加載臂的彎折處的角度為90°，或者為80°至100°之間的任一角度。
[0018]本發(fā)明中，加載臂I和脊臂2的作用是輻射或接收寬帶電磁信號(hào)，完成電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)施例采用鋁制結(jié)構(gòu)，利用數(shù)控機(jī)床加工制作，該結(jié)構(gòu)安裝在背腔的斜劈8上，此設(shè)計(jì)是考慮天線結(jié)構(gòu)的整體性與可靠性；脊臂的外型由封閉的脊曲線來(lái)決定，此設(shè)計(jì)保證了脊臂上的內(nèi)外壁電流分布的非頻變性，保證了寬帶內(nèi)輻射方向圖的高質(zhì)量。加載臂位于脊臂的末端，它的作用是延長(zhǎng)了脊臂的長(zhǎng)度，達(dá)到了展寬了天線工作帶寬目的，同時(shí)不占用較大的物理空間，且彎折的外延結(jié)構(gòu)上的電流與脊臂內(nèi)側(cè)電流疊加，可實(shí)現(xiàn)展寬輻射方向圖波束寬度的作用；脊臂2外形尺寸由封閉的脊曲線6來(lái)決定，并固定安裝在斜劈8上，并由沉頭螺釘進(jìn)行固定；背腔4位于天線的最下面，它的外型結(jié)構(gòu)呈矩形空腔，腔底部固定十字調(diào)配塊7用于對(duì)天線匹配的調(diào)諧，背腔結(jié)構(gòu)的作用是保證天線可以實(shí)現(xiàn)定向輻射并作為調(diào)節(jié)天線匹配的重要部件；同軸接插件5的外導(dǎo)體與背腔4緊密電連接，內(nèi)導(dǎo)體與另一個(gè)脊臂電接觸，實(shí)現(xiàn)了一對(duì)脊臂的電激勵(lì)。
[0019]脊臂結(jié)構(gòu)安裝在背腔4的斜劈上，兩脊之間保留一定尺寸的縫隙，用于同軸饋電結(jié)構(gòu)在縫隙間激勵(lì)起電磁波，同時(shí)縫隙的尺寸是影響天線匹配的一個(gè)重要物理參數(shù)，在背腔的底部安裝有十字匹配塊，匹配塊的高度對(duì)天線的駐波參數(shù)具有優(yōu)化調(diào)節(jié)作用，影響著信號(hào)在腔體內(nèi)諧振的強(qiáng)度，腔體中中填充為空氣介質(zhì)，這樣可實(shí)現(xiàn)較低的傳輸損耗。
[0020]本發(fā)明工作原理如下:當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，SMA饋電接插件5接發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)，在脊間激勵(lì)起震蕩的電磁波，在脊臂2和加載臂I的內(nèi)外臂上的形成震蕩的電流，并輻射到自用空間。天線的接收和發(fā)射為互易過(guò)程，信號(hào)在脊臂上激勵(lì)起感應(yīng)電流，并在脊臂間產(chǎn)生震蕩的電磁波，并由SMA饋電接插件5提取信號(hào)，最終由同軸電纜輸出到外接接收機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對(duì)脊臂(2)、設(shè)置在脊臂上的調(diào)配孔(3)、背腔(4)和SMA饋電接插件(5)，脊臂(2)由內(nèi)曲面(6)和外曲面(9)圍合而成，其特征在于:在外曲面(9)的外側(cè)設(shè)置有一個(gè)彎折狀的加載臂(1)，加載臂⑴的一端與脊臂⑵的頂端相接，加載臂⑴的另一端為自由端，與脊臂(2)頂端相接的加載臂(I) 一端為加載臂(I)的頂端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脊喇叭相控陣天線單元，其特征在于:所述加載臂的彎折處的角度為90°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脊喇叭相控陣天線單元，其特征在于:在背腔(4)內(nèi)的底板的幾何中心位置固定設(shè)置有一個(gè)十字調(diào)配塊(7)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了通信、測(cè)控領(lǐng)域中的一種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對(duì)脊臂、設(shè)置在脊臂上的調(diào)配孔、背腔和SMA饋電接插件，脊臂)由內(nèi)曲面和外曲面圍合而成，在外曲面的外側(cè)設(shè)置有一個(gè)彎折狀的加載臂，加載臂的一端與脊臂的頂端相接，加載臂的另一端為自由端，與脊臂頂端相接的加載臂一端為加載臂的頂端。本發(fā)明采用根據(jù)通信、測(cè)控對(duì)工作帶寬、掃描角度、波束寬度等指標(biāo)的要求設(shè)計(jì)的具有駐波帶寬寬、波束寬度寬的加載脊喇叭天線結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明還具有尺寸小、損耗低、可靠性好等特點(diǎn)，本發(fā)明特別適用于通信、測(cè)控系統(tǒng)中寬頻帶波束掃描的相控陣天線系統(tǒng)中。
【IPC分類】H01Q13/02, H01Q21/00
【公開號(hào)】CN105024172
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510489259
【發(fā)明人】宋長(zhǎng)宏, 路志勇, 鄧智勇, 李振生, 周建寨, 趙航
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日