一種角錐喇叭天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種角錐喇叭天線。其由角錐喇叭、波導(dǎo)阻抗變換段和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段組成；角錐喇叭位于最上方，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段位于最下方，波導(dǎo)阻抗變換段位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的波導(dǎo)入口與角錐喇叭的波導(dǎo)口之間；角錐喇叭為方口角錐喇叭形式，其波導(dǎo)饋入端為標準矩形波導(dǎo)形式；波導(dǎo)阻抗變換段實現(xiàn)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的波導(dǎo)入口與角錐喇叭的波導(dǎo)口之間的阻抗變換。本實用新型損耗低，輻射效率高；可作為低副瓣天線陣列的輻射單元，整個天線結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，同時可以實現(xiàn)了天線與網(wǎng)絡(luò)的一體化設(shè)計。
【專利說明】
一種角錐喇叭天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及雷達、通信領(lǐng)域中的一種角錐喇叭天線，適用于要求高效率天線的通信、測控系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在雷達、通信系統(tǒng)中，要求天線具有高增益、高效率、低副瓣等電氣特性，實現(xiàn)上述性能的天線主要有以下幾種天線形式，但各有優(yōu)缺點。
[0003]1、波導(dǎo)縫隙天線:該形式天線是在波導(dǎo)寬邊或窄邊進行開縫，通常有行波、駐波兩種陣列形式，但輻射單元縫隙的增益相對較低，通常只有7dB左右，由于為串饋形式，帶寬內(nèi)出現(xiàn)頻掃現(xiàn)象，隨著工作頻率的增高，要求加工精度也越高，需借助較高的焊接工藝加工制造，成品率較低，導(dǎo)致成本較高。
[0004]2、微帶貼片天線，該天線形式具有輪廓低、可集成有源器件、可實現(xiàn)輻射單元與網(wǎng)絡(luò)一體化設(shè)計的，但天線的介質(zhì)損耗較大，且存在漏波效應(yīng)，天線單元增益低、饋電網(wǎng)絡(luò)損耗大，不利用實現(xiàn)高增益天線設(shè)計。
[0005]3、對稱振子天線，該形式的天線通常以腔振子天線形式出現(xiàn)，可作為反射面天線饋源使用，天線增益可實現(xiàn)1dB左右，陣子的加工方法通常采用鋁材、銅材或借助印制板敷刻技術(shù)來實現(xiàn)。但該單元形式實現(xiàn)陣列天線設(shè)計，需外接合成網(wǎng)絡(luò)，因此對饋線網(wǎng)絡(luò)各路的一致性要求較高，往往天線工作頻段較低時影響不大，但頻率較高時幅、相誤差較大，不利于陣列的實現(xiàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于:避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處而提供一種空氣同軸饋電的角錐喇叭天線，使其損耗低，輻射效率高，可作為低副瓣天線陣列的輻射單元，結(jié)構(gòu)緊湊。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0008]—種角錐喇叭天線，由角錐喇叭、波導(dǎo)阻抗變換段和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段組成；角錐喇叭位于最上方，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段位于最下方，波導(dǎo)阻抗變換段位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的波導(dǎo)入口與角錐喇叭的波導(dǎo)口之間；角錐喇叭為方口角錐喇叭形式，其波導(dǎo)饋入端為標準矩形波導(dǎo)形式;波導(dǎo)阻抗變換段實現(xiàn)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的波導(dǎo)入口與角錐喇叭的波導(dǎo)口之間的阻抗變換。
[0009]波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的波導(dǎo)入口位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的最上端，該波導(dǎo)采用扁波導(dǎo)口的形式；同軸內(nèi)導(dǎo)體為方型結(jié)構(gòu)，位于寬邊中心處，沿波導(dǎo)窄邊方向饋加波導(dǎo)；同軸終端短路段為同軸饋電端向另一端的延伸，呈90°彎折結(jié)構(gòu)；同軸阻抗變換段位于同軸輸入端與波導(dǎo)臂之間，矩形波導(dǎo)腔體位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的最底層，同軸腔體里填充介質(zhì)為空氣。
[0010]矩形波導(dǎo)腔體的窄邊尺寸小于相應(yīng)頻率標準波導(dǎo)窄邊尺寸。
[0011 ]本實用新型所取得的有益效果:
[0012]本實用新型由角錐喇叭、波導(dǎo)阻抗變換段和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換構(gòu)成，能在寬頻帶內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量的定向波束，輻射效率大于92%，饋線損耗僅為0.0ldB。損耗低，輻射效率高。
[0013]本實用新型可作為低副瓣天線陣列的輻射單元，整個天線結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，同時可以實現(xiàn)了天線與網(wǎng)絡(luò)的一體化設(shè)計。該角錐喇叭天線與傳統(tǒng)角錐喇叭天線比較，具有較大的饋電空間，方便與饋電網(wǎng)絡(luò)的排布，同時自支撐的饋線結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)饋電網(wǎng)絡(luò)與輻射單元的一體化設(shè)計，并實現(xiàn)天線陣列的高增益、低副瓣、高效率。
[0014]波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的波導(dǎo)入口位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的最上端，該波導(dǎo)采用扁波導(dǎo)口的形式，實現(xiàn)較大的饋電網(wǎng)絡(luò)空間，方便網(wǎng)絡(luò)走線；同軸內(nèi)導(dǎo)體為方型結(jié)構(gòu)，適于采用數(shù)控加工工藝來加工；同軸終端短路段呈90°彎折結(jié)構(gòu)，可減小饋線的走線空間，內(nèi)導(dǎo)體終端與腔體內(nèi)壁為短路接觸，這樣內(nèi)導(dǎo)體可實現(xiàn)自支撐，利于網(wǎng)絡(luò)擴展，減少饋線的損耗；同軸阻抗變換段位于同軸輸入端與波導(dǎo)臂之間，采用調(diào)節(jié)方型同軸外導(dǎo)體尺寸的方法，來改變此處的饋線阻抗，近而實現(xiàn)同軸輸入端的阻抗匹配;矩形波導(dǎo)腔體位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段的最底層，實現(xiàn)波導(dǎo)信號的定向傳輸。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型中同軸轉(zhuǎn)換段的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1是本實用新型的三維結(jié)構(gòu)示意圖，給出了各部件間的相對位置關(guān)系。如圖所示，一種角錐喇叭天線，由角錐喇叭1、波導(dǎo)阻抗變換段2和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3組成；角錐喇口Al位于最上方，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3位于最下方，波導(dǎo)阻抗變換段2位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3的波導(dǎo)入口 6與角錐喇叭I的波導(dǎo)口之間；角錐喇叭I為方口角錐喇叭形式，其波導(dǎo)饋入端為標準矩形波導(dǎo)形式;波導(dǎo)阻抗變換段2實現(xiàn)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3的波導(dǎo)入口 6與角錐喇叭I的波導(dǎo)口之間的阻抗變換。本實用新型損耗低，輻射效率高;可作為低副瓣天線陣列的輻射單元，整個天線結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，同時可以實現(xiàn)了天線與網(wǎng)絡(luò)的一體化設(shè)計。
[0019]圖2是本實用新型中同軸轉(zhuǎn)換段的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3的波導(dǎo)入口6位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3的最上端，該波導(dǎo)采用扁波導(dǎo)口的形式，實現(xiàn)較大的饋電網(wǎng)絡(luò)空間，方便網(wǎng)絡(luò)走線；同軸內(nèi)導(dǎo)體4為方型結(jié)構(gòu)，適于采用數(shù)控加工工藝來加工，位于寬邊中心處，沿波導(dǎo)窄邊方向饋加波導(dǎo)；同軸終端短路段5為同軸饋電端向另一端的延伸，呈90°彎折結(jié)構(gòu)，可減小饋線的走線空間，內(nèi)導(dǎo)體終端與腔體內(nèi)壁為短路接觸，這樣內(nèi)導(dǎo)體可實現(xiàn)自支撐，利于網(wǎng)絡(luò)擴展，減少饋線的損耗;同軸阻抗變換段7位于同軸輸入端與波導(dǎo)臂之間，采用調(diào)節(jié)方型同軸外導(dǎo)體尺寸的方法，來改變此處的饋線阻抗，近而實現(xiàn)同軸輸入端的阻抗匹配;矩形波導(dǎo)腔體8位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段3的最底層，實現(xiàn)波導(dǎo)信號的定向傳輸;同軸腔體里填充介質(zhì)為空氣。
[0020]矩形波導(dǎo)腔體8的窄邊尺寸小于相應(yīng)頻率標準波導(dǎo)窄邊尺寸。
[0021]本實用新型工作原理如下:當發(fā)射信號時，發(fā)射機通過同軸饋線發(fā)射信號，輸入到波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，經(jīng)由波導(dǎo)阻抗變換段，并由角錐喇叭輻射到自由空間；天線的接收與發(fā)射為互易過程，外部信號由經(jīng)角錐喇叭、波導(dǎo)阻抗變換段，最終進入到波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換，經(jīng)由同軸輸出到外接接收機。
【主權(quán)項】
1.一種角錐喇叭天線，其特征在于:由角錐喇叭(1)、波導(dǎo)阻抗變換段(2)和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)組成；角錐喇叭(I)位于最上方，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)位于最下方，波導(dǎo)阻抗變換段(2)位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)的波導(dǎo)入口(6)與角錐喇叭(I)的波導(dǎo)口之間；角錐喇叭(I)為方口角錐喇叭形式，其波導(dǎo)饋入端為標準矩形波導(dǎo)形式;波導(dǎo)阻抗變換段(2)實現(xiàn)波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)的波導(dǎo)入口(6)與角錐喇叭(I)的波導(dǎo)口之間的阻抗變換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角錐喇叭天線，其特征在于:波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)的波導(dǎo)入口(6)位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)的最上端，該波導(dǎo)采用扁波導(dǎo)口的形式；同軸內(nèi)導(dǎo)體(4)為方型結(jié)構(gòu)，位于寬邊中心處，沿波導(dǎo)窄邊方向饋加波導(dǎo)；同軸終端短路段(5)為同軸饋電端向另一端的延伸，呈90°彎折結(jié)構(gòu)；同軸阻抗變換段(7)位于同軸輸入端與波導(dǎo)臂之間，矩形波導(dǎo)腔體(8)位于波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換段(3)的最底層，同軸腔體里填充介質(zhì)為空氣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的角錐喇叭天線，其特征在于:矩形波導(dǎo)腔體(8)的窄邊尺寸小于相應(yīng)頻率標準波導(dǎo)窄邊尺寸。
【文檔編號】H01Q13/02GK205680792SQ201620300140
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月12日 公開號201620300140.5, CN 201620300140, CN 205680792 U, CN 205680792U, CN-U-205680792, CN201620300140, CN201620300140.5, CN205680792 U, CN205680792U
【發(fā)明人】宋長宏
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所