一種位置可調的傳輸型金屬框架圓極化罩的製作方法

2023-09-21 21:36:50 2

本發明屬於天線技術領域。

背景技術：

在雷達的運用中，雲雨對50cm波沒有影響，對23cm波影響較小,而對10cm、5cm、3cm波影響很明顯，即工作波長越短，影響越嚴重。由於雲和雨的結構很特殊，它們是大小直徑不相等的球體所組成，當天線發射一個左旋圓極化波，照射在雲雨上，它的反射波變成右旋圓極化波，而正交的右旋圓極化波不會被左旋圓極化天線所接收。對於真正的目標，如飛機、船舶等，由於它們的外形複雜，不管雷達發射的是左旋或是右旋極化波，經它反射後變成了一個橢圓極化波，又由於橢圓極化波可以分解為一個左旋圓極化波和一個右旋圓極化波，那麼雷達就可接收與自己相同旋向的圓極化波，因此發射圓極化波的雷達在天氣惡劣的情況下也可以正常工作。

使天線產生圓極化波的途徑有很多，常用的方案有直接產生法、線-圓極化轉換器法、線-圓極化轉換罩法、雙線極化正交激勵法等等。傳統的極化罩為減少框架對圓極化性能的影響，支撐框架多採用聚四氟乙烯框。聚四氟乙烯框結構剛性不夠，長時間使用後易變形，性能惡化。對於頻率較高的頻段，對加工精度要求更高，聚四氟乙烯框的加工變得比較困難。

本發明所採用的線-圓極化轉換罩法，將極化罩的支撐框架改為金屬框架並增加了位置可調功能，其結構剛性更強，更加易於加工和調試。

技術實現要素：

本發明目的主要在於提高圓極化罩的可調試性和結構剛性，全部的結構採用金屬材料，加工、調試方便，不易變形，可靠性高。具體的結構設計方案如下：

極化罩由極化片、極化片支撐框架、位置調節支架組成。極化片包括N塊金屬薄片，極化片材料為金屬，中間的M塊極化片為橢圓加矩形組合，且橢圓圓心不在矩形邊上，兩邊極化片為矩形，高度與中間極化片矩形部分高度一致。極化片支撐框架為矩形框架，極化片直接焊接到支撐框架上，框架厚度保證框架和極化片的形狀都不易變形為宜。位置調節支架由兩部分組成，每部分均有調節螺釘，一部分調節極化罩的高度，一部分調節極化罩與饋源口面的垂直距離，兩部分調整互不影響。上述結構均為金屬材料。

本發明與現有技術方法相比，其有益效果是：

①極化片、極化片支撐框架、位置調節支架均為金屬結構，其加工、調試方便，不易變形，可靠性高。

②極化罩的位置調節支架在兩個方向調整時互不幹擾，在實際操作中簡單易行，且調試後電性能更加優越。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是圓極化罩安裝於反射面天線中的位置示意圖，極化罩位於位置1時，天線工作在圓極化方式，極化罩位於位置2時，天線工作在水平極化方式。

圖2是極化罩及其支架結構正視圖。

圖3是極化罩及其支架側視圖，1為極化片及其支撐框架，2和3為位置調節支架。

圖4是中間極化片結構圖。

圖5是加極化罩後天線俯仰面軸比，三條線分別為主波束最大值與3dB波寬時的切面軸比。

具體實施方式

下面結合附圖通過實例對本發明做進一步描述。

本發明實施例為如圖3的圓極化罩，其安裝於如圖1中的反射面天線饋源前方。正常天氣時，極化罩翻轉到饋源下方，天線工作在水平極化模式，雨雪天氣時極化罩翻轉到饋源前方，天線工作在圓極化模式。

極化罩由三部分組成，圖3所示，其中1為極化片及其支撐框架，2為上下調節部分，3為左右調節部分。通過調節件2部分的螺釘使得極化罩可以沿天線的俯仰面移動，調節件3部分的螺釘可以調節極化罩與饋源口面的垂直距離。兩個方向可以同時移動，也可以僅移動一個方向，兩個方向互不幹擾。當反射面天線安裝和生產過程中產生誤差，極化罩的位置就可以相應的調整，彌補誤差引起的電性能惡化。

本發明實施例選擇的極化罩有五片極化片，中間的三片為矩形和橢圓形的組合，另外兩片為矩形片，主要起固定支撐作用。極化片與金屬框架呈45度夾角，如圖2所示。五片極化片焊接在長5.34λ，寬3.12λ的框架上面，框架厚度3mm。極化片間的垂直距離為0.693λ。

中間極化片結構如圖4所示，其中，橢圓部分的長軸2.74λ，短軸為1.26λ，橢圓圓心比矩形長邊低。極化片的厚度均為1mm。