雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線的製作方法

2023-07-31 01:25:31 1

專利名稱：雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可用於高頻段的寬帶雙極化單脈衝饋源天線。
背景技術：
在電子對抗和遙測領域，隨著目標信號的寬頻帶、多極化的發展，對自跟蹤系統提出 了更高的要求。傳統釣寬頻帶自跟蹤天線多為X波段以下，更高頻帶的寬頻帶雙極化自跟 蹤天線國內外鮮有報導。目前，常用的雙圓極化和差波束饋源天線由多個線極化天線組成 圓陣，進行序列饋電來實現圓極化，組陣用的線極化夭線多採用對數周期或Vivaldi天線， 這種組陣方式帶來兩個問題 一是，由於多數線極化天線的E面和H面波瓣難以做到等化， 所以圓極化軸比並不理想；二是，饋電點集中在內部，隨著頻率的升高，饋電點難以排列 在半波長的空間內。

發明內容
為了解決現有的雙圓極化和差波束饋源天線存在的圓極化軸比不理想、饋電點難以排 列在半波長的空間內的問題，本發明提供一種新結構的雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋 源天線。
實現上述的技術解決方案如下
雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線包括天線本體和同軸探針，所述天線本體為 圓柱狀，其上部為波紋部分，下部為饋電部分；
所述天線本體上部波紋部分的徑向上均布設有兩條以上的環槽，所述環槽的槽深為中
心頻率的1/4波長，槽寬和槽間距均小於1/10中心頻率波長；所述天線本體下部的饋電部 分徑向上均設有六個以上同軸探針，所述同軸探針伸入天線本體內的距離為中心頻率的1/4 波長，同軸探針軸向中心距離波紋部分底部和距離饋電部分底部的距離均為中心頻率的1/4 波長；
所述天線本體上部波紋部分的直徑大於下部饋電部分的直徑。
所述天線本體上部波紋部分環槽的槽寬和槽間距為等間距或不等間距。
所述天線本體下部的饋電部分徑向上均設有八個同軸探針，
所述天線本體上部波紋部分的直徑為100-120毫米，所述天線本體下部饋電部分的直 徑為50-70毫米。
3本發明的有益技術效果體現在以下方面
1、 良好的圓極化和差波束
波紋喇叭饋源天線的E平面和H平面方向圖等化很好，見圖4中饋源的和波束，其內
包絡和外包絡很接近，說明天線在很寬的角度範圍內產生很好的圓極化波瓣圖，因而被廣 泛用作衛星通信中的饋源。但是常規的波紋喇叭均用圓波導或方波導從低部饋電，這樣僅
產生圓極化和波束，本發明採用同軸探針從圓波導側壁激勵，見圖2，同時形成了良好的 圓極化和波束、差波束；(注和、差波束需要一個和差波束形成網絡)常規天線的圓極 化軸比在3dB波束寬度內小於3dB,而本天線在10dB波束寬度內小於3dB，使圓極化軸 比得到較大的改善。
2、 新穎的饋電方式
這種饋電方式簡化了饋電結構，用一個天線代替了多個天線，可以用於很高的頻段， 如X波段甚至Ku波段。
本發明是一種可用於高頻段的寬帶雙極化單脈衝饋源，在60%的頻帶範圍內可實現良 好的圓極化軸比。


圖l為本發明結構示意圖，
圖2為圖1的俯視圖，
圖3為頻率4. lGHz 6. 9GHz天線結構圖，
圖4為本發明在4. lGHz的和波束圖， 圖5為本發明在5. lGHz的和波束圖， 圖6為本發明在6.9GHz的和波束圖， 圖7為本發明在4. lGHz的差波束圖， 圖8為本發明在5. lGHz的差波束圖， 圖9為本發明在6. 9GHz的差波束圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地描述。
實施例l:
現以頻率4.1GHz 6.9GHz饋源天線為例對本發明作進一步地說明，其中心頻率為 5.5GHz，其天線尺寸見圖3，實測波瓣圖見圖4 圖9。
參見圖1和圖2，雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線包括天線本體1和同軸探針2。天線本體l為圓柱狀，其上部為波紋部分3，下部為饋電部分4。天線本體l上部波 紋部分的徑向上均布設有五條環槽，該環槽的槽深為中心頻率的1/4波長，其槽寬和槽間 距均小於1/10中心頻率波長，分別為5毫米；且槽寬W和槽間距t是等間距；天線本體l 上部波紋部分的直徑為120毫米。饋電部分是本發明的核心內容，見圖2，天線本體l下 部的饋電部分徑向上均設有八個同軸探針2，同軸探針2伸入天線本體內的距離為中心頻 率的l/4波長，即為15毫米，同軸探針2軸向中心距離波紋部分底部和距離饋電部分底部 的距離均為中心頻率的1/4波長，即分別為15毫米。所述天線本體1下部饋電部分的直徑 要允許下限頻率的TM(M模存在，即為70毫米。
圖4、圖5、圖6分別給出了4.1GHz、 5.1GHz、 6.9GHz三個典型頻率的和波束，由圖 中可以看出，在±60°的角度範圍內，4.1GHz、 5.1GHz的和波束圓極化軸比小於2犯， 6.9GHz的和波束圓極化軸比小於5dB。圖7~圖9給出了相應頻率的差波束，在±60°的 角度範圍內，其圓極化軸比均小於5dB。
實施例2:
參見圖l，本發明波紋部分的槽寬w和槽間距t也可以是漸變的，根據帶寬需要確定。 其饋電部分採用六個同軸探針饋電。
權利要求
1、雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線，包括天線本體和同軸探針，所述天線本體為圓柱狀，其上部為波紋部分，下部為饋電部分，其特徵在於所述天線本體上部波紋部分的徑向上均布設有兩條以上的環槽，所述環槽的槽深為中心頻率的1/4波長，槽寬和槽間距均小於1/10中心頻率波長；所述天線本體下部的饋電部分徑向上均設有六個以上同軸探針，所述同軸探針伸入天線本體內的距離為中心頻率的1/4波長，同軸探針軸向中心距離波紋部分底部和距離饋電部分底部的距離均為中心頻率的1/4波長；所述天線本體上部波紋部分的直徑大於下部饋電部分的直徑。
2、 根據權利要求1所述的雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線，其特徵在於所述天線本體上部波紋部分環槽的槽寬和槽間距為等間距或不等間距。
3、 根據權利要求1所述的雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線，其特徵在於 所述天線本體下部的饋電部分徑向上均設有八個同軸探針，
4、 根據權利要求1所述的雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線，其特徵在於 所述天線本體上部波紋部分的直徑為100-120毫米，所述天線本體下部饋電部分的直徑為 50-70毫米。
全文摘要
本發明涉及雙圓極化和差波束寬帶波紋喇叭饋源天線。本發明包括天線本體和同軸探針，天線本體為圓柱狀，其上部為波紋部分，下部為饋電部分；波紋部分的徑向上均布設有兩條以上的環槽，所述環槽的槽深為中心頻率的1/4波長，槽寬和槽間距均小於1/10中心頻率波長；饋電部分徑向上均設有六個以上同軸探針，所述同軸探針伸入天線本體內的距離為中心頻率的1/4波長，同軸探針軸向中心距離波紋部分底部和距離饋電部分底部的距離均為中心頻率的1/4波長。本發明採用同軸探針從圓波導側壁激勵，實現了良好的圓極化和差波束；並且這種饋電方式可以用於很高的頻段；本發明可用於高頻段的寬帶雙極化單脈衝饋源，在60％的頻帶範圍內可實現良好的圓極化軸比。
文檔編號H01Q13/02GK101626113SQ200910144559
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月20日 優先權日2009年8月20日
發明者萬笑梅, 剛 李 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所