一種波導饋電縫隙天線的製作方法

2023-09-15 13:28:20 4

專利名稱：一種波導饋電縫隙天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種波導饋電縫隙天線，特別是一種由高矮相間的矩形波導組成的緊湊型波導饋電縫隙天線。
背景技術：
波導饋電的縫隙天線可以實現朝向大平片單側的輻射。波導中傳輸TElO模，波導的寬帶L必須大於二分之一波長(以傳遞能量)而又小于波長(以抑制高次模的傳輸)。沿寬度方向水平伸展的縫隙，在導體片的法向方向上輻射垂極化波。這種波導饋電縫隙天線的關鍵是實現輸入矩形波導與縫隙(即輻射端ロ)的阻抗匹配。傳統的做法是在高度方向漸變，或者在二者之間添加四分之一波長阻抗變換器，進而可以實現阻抗匹配。為了展寬工作頻帶，國內外的普遍做法是添加多節阻抗變換器，理論上講，多節變換器的級數越多，其匹配頻帶越寬，因η節變換器有η個變換段、(η+1)個連接面，相應地有(η+1)個反射波，這些 反射波返回到始端時，彼此以一定的相位(取決於其行程差)和幅度相疊加，振幅很小、相位各異的眾多反射波疊加的結果總會有ー些波彼此抵消或部分抵消，從而使總反射波在較寬的頻帶內保持較小的值。這種變換器的主要缺點是頻帶增寬的同時，尺寸的增大和成本的提聞。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供ー種結構緊湊的波導饋電縫隙天線，其尺寸小，成本低。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下一種波導饋電縫隙天線，包括輸入矩形波導，輻射端ロ，以及連接二者的至少2節連接矩形波導段，所述連接矩形波導段兩兩相互連接，輸入矩形波導的高度大於輻射端ロ的高度；所述連接矩形波導段的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導段的TElO模的波導波長C，B 30%。即在相鄰兩個連接矩形波導段中，靠近輸入矩形波導的連接矩形波導段的高度比靠近輻射端ロ的連接矩形波導段的高度低，即他們之間存在高度差，其高度差為Α。為了減少連接矩形波導段的節數，達到小型化阻抗變換器設計的目的，其中相鄰的兩個連接矩形波導段的高度差必須有個較大的值，形成ー個突變，從而需要的連接矩形波導段的節數即會減少。經過實驗研究得出，高度差A為30%吋，為較佳狀態，即靠近輸入矩形波導的連接矩形波導段的高度比靠近輻射端ロ的連接矩形波導段的高度低30%。圖4為節數與高度差的對比表，本實用新型中的高度差A為30%吋，出現突變現象，即連接矩形波導段的節數變小，在高度差A為10%到30%之間時，使用的連接矩形波導段的節數基本都在十幾節以上，當高度差A為30%吋，節數變為4節，同時其他參數不受影響，因此高度差A > 30%時，有利于波導阻抗變換器的小型化設計。進ー步的，為了減小本實用新型的體積，從輸入矩形波導向輻射端ロ方向，較高的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。其中軸向為輸入矩形波導指向輻射端ロ方向或輻射端ロ指向輸入矩形波導方向。進ー步的，本實用新型還可使得所有的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。這樣，較高的連接矩形波導段形成彎曲結構，這樣相比本實用新型中的連接矩形波導段不彎曲的情況下，體積更小。進ー步的，為了使得本實用新型方便加工，可進行大批量的生產，所述輸入矩形波導、輻射端ロ方向，以及連接矩形波導段的寬度相同。本實用新型的工作原理電磁波信號從輸入矩形波導進入，在連接矩形波導段中的不連續性處，將會產生反射波，這些反射波返回到變換器始端時，彼此以一定的相位(取決於其行程差)和幅度相疊加，振幅較大、相位各異的眾多反射波相互疊加的結果總會有一些波彼此抵消或部分抵消，從而使總反射波在較寬的頻帶內保持較小的值。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於各矩形波導的連接面存在較大的不連續性，使本實用新型可以在頻帶內滿足對一定反射係數的設計要求，並且連接矩形波導段的長度小於工作頻帶最高工作頻率處該連接波導段的主模TElO模的波導波長的1/6。

圖I為本實用新型的縱向剖面圖。圖2為圖I的完全對稱情況示意圖。圖3為圖I其中一個比較高的波導從高度方向向軸向彎折的示意圖。圖4為節數與高度差的對比表。圖5為波導饋電縫隙天線的體積與連接矩形波導段長度關係表。圖中的標號分別表示為1、輸入矩形波導；2、輻射端ロ ；3、連接矩形波導段。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進ー步地詳細說明，但本實用新型實施方式不限於此。
實施例如圖1、2、3、4、5所示，圖I中的一表示為長度方向，丨表示為高度方向， 表示為從紙面外指向紙面裡的寬度方向。為了將本實用新型的結構做的更加緊湊，因此，本實用新型設計的ー種波導饋電縫隙天線，包括輸入矩形波導1，輻射端ロ 2，以及連接二者的至少2節連接矩形波導段3，所述連接矩形波導段3兩兩相互連接，輸入矩形波導I的高度大於輻射端ロ 2的高度；所述連接矩形波導段3的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導段3的TElO模的波導波長C，B ^ C /6ο與輸入矩形波導I相連的連接矩形波導段3的高度小於輸入矩形波導I的高度。與輻射端ロ 2相連的連接矩形波導段3的高度大於輻射端ロ 2的高度。將連接矩形波導段3分別與輸入矩形波導I和輻射端ロ 2形成高度差，可形成電容結構。從輸入矩形波導I向輻射端ロ 2方向，所有的連接矩形波導段3的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導段3存在高度之差A，A ^ 30%。即在相鄰兩個連接矩形波導段中，靠近輸入矩形波導I的連接矩形波導段的高度比靠近輻射端ロ 2的連接矩形波導段的高度低，即他們之間存在高度差，其高度差為Α。為了減少連接矩形波導段的節數，達到小型化阻抗變換器設計的目的，其中相鄰的兩個連接矩形波導段的高度差必須有個較大值，形成一個突變，從而需要的連接矩形波導段的節數即會減少。經過實驗研究得出，高度差A為30%時，為較佳狀態，即靠近輸入矩形波導I的連接矩形波導段的高度比靠近輻射端ロ 2的連接矩形波導段的高度低30%。圖4為節數與高度差的對比表，本實用新型中的高度差A為30% 時，出現突變現象，即連接矩形波導段的節數變小。在高度差A為10%到30%之間時，使用的連接矩形波導段的節數基本都在十幾節以上，當高度差A為30%時，節數變為4節，同時其他參數不受影響，因此將高度差A > 30%時，有利于波導阻抗變換器的小型化設計。如圖5所示，基於上述機構設計的一種緊湊型波導饋電縫隙天線；圖5為波導饋電縫隙天線的體積與連接矩形波導段長度關係表，從圖5中，我們看出，當B ^ C/6時，即B為C/6或C/7或C/8或C/9或C/10時，波導饋電縫隙天線的體積越來越小。進ー步的，為了減小本實用新型的體積，從輸入矩形波導I向輻射端ロ 2方向，較高的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。其中軸向為輸入矩形波導I指向輻射端ロ 2方向或輻射端ロ 2指向輸入矩形波導I方向。進ー步的，本實用新型還可使得所有的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。進ー步的，為了使得本實用新型方便加工，可進行大批量的生產，所述輸入矩形波導I、輻射端ロ 2方向，以及連接矩形波導段3的寬度相同。如上所述便可較好的實現本實用新型。
權利要求1.一種波導饋電縫隙天線，其特徵在於包括輸入矩形波導(1)，輻射埠(2)，以及連接二者的至少2節連接矩形波導段(3)，所述連接矩形波導段(3)兩兩相互連接，輸入矩形波導(I)的高度大於輻射埠(2)的高度；所述連接矩形波導段(3)的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導段(3)的TElO模的波導波長C，B < C/6。
2.根據權利要求I所述的一種波導饋電縫隙天線，其特徵在於與輸入矩形波導(I)相連的連接矩形波導段(3)的高度小於輸入矩形波導(I)的高度。
3.根據權利要求2所述的一種波導饋電縫隙天線，其特徵在於與輻射埠(2)相連的連接矩形波導段(3)的高度大於輻射埠(2)的高度。
4.根據權利要求3所述的一種波導饋電縫隙天線，其特徵在於從輸入矩形波導(I)向輻射埠(2)方向，所有的連接矩形波導段(3)的高度高矮相間，相鄰的兩個連接矩形波導段(3)存在高度之差A，A > 30%。
5.根據權利要求4所述的一種波導饋電縫隙天線，其特徵在於從輸入矩形波導(I)向輻射埠(2)方向，較高的連接矩形波導段從高度的方向向軸向彎折。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的一種波導饋電縫隙天線，其特徵在於所述輸入矩形波導(I)、輻射埠(2)，以及連接矩形波導段(3)的寬度相同。
專利摘要本實用新型公開了一種波導饋電縫隙天線，包括輸入矩形波導，輻射埠，以及連接二者的至少2節連接矩形波導段，所述連接矩形波導段兩兩相互連接，輸入矩形波導的高度大於輻射埠的高度；所述連接矩形波導段的長度為B，在工作頻段的最高頻率處，該連接矩形波導段的TE10模的波導波長C，B≤C/6。本實用新型的有益效果在於各矩形波導的連接面存在較大的不連續性，使本實用新型可以在頻帶內滿足對一定反射係數的設計要求，並且連接矩形波導段的長度小於工作頻段最高頻率處該連接波導段的主模TE10模的波導波長的1/6。
文檔編號H01Q13/10GK202616401SQ20122028653
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者王清源, 譚宜成, 吳濤 申請人:成都賽納賽德科技有限公司