一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器的製造方法
2023-10-27 01:54:22
一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器的製造方法
【專利摘要】本發明一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，包括喇叭輻射器埠、喇叭輻射器側壁、喇叭輻射器饋電埠、波導正交模耦合器、第一調諧塊、方波導側壁饋電埠、側壁波導、第二調諧塊、方波導底面饋電埠、彎波導、彎波導調諧塊。本發明通過喇叭輻射器埠和喇叭輻射器側壁組成的喇叭輻射器結構使得耦合進來的電磁場分布更加均勻，進而實現了高口徑效率的喇叭輻射器。
【專利說明】一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，可用作Ka頻段衛星通信系統地面端的靜中通、動中通系統前端，屬於微波天線【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，應用Ka頻段的衛星通信技術擁有其他頻段不具備的優勢，如相比於傳統的Ku頻段通信衛星，Ka頻段衛星能夠支持的通信節點數量遠遠大於Ku頻段。而且，Ka頻段通信衛星具有4倍於Ku頻段衛星的通信帶寬。工作於K a頻段的通信衛星採用點波束後，單個點波束能夠覆蓋250km?100km半徑的區域，能夠提供10?25倍的頻率復用，能夠支持更小巧的終端設備。因此，一顆Ka頻段通信衛星具備相當於20?30顆普通通信衛星的能力。
[0003]應用於衛星通信天線陣列的傳統天線單元一般不具備較高的口徑效率，其口徑場的分布受制於天線形式，難以大幅度提高。本發明通過對喇叭輻射器進行改進，同時在其饋電系統中對喇叭內的場分部做了一定程度上的優化，使其具有高口徑效率，更適用於衛星通信系統的要求。
【發明內容】
[0004]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供了一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，本發明通過喇叭輻射器埠和喇叭輻射器側壁組成的喇叭輻射器結構使得耦合進來的電磁場分布更加均勻，進而實現了高口徑效率的喇叭輻射器。
[0005]本發明的技術解決方案:
[0006]一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器包括:喇叭輻射器埠、喇叭輻射器側壁、喇叭輻射器饋電埠、波導正交模耦合器、第一調諧塊、方波導側壁饋電埠、側壁波導、第二調諧塊、方波導底面饋電埠、彎波導、彎波導調諧塊；
[0007]喇叭輻射器埠位於喇叭輻射器側壁的前段；喇叭輻射器饋電埠的一端與喇叭輻射器側壁的後端相連；喇叭輻射器饋電埠的另一端與波導正交模耦合器的一端相連；
[0008]第一調諧塊位于波導正交模耦合器內；緊貼在波導正交模耦合器與喇叭輻射器饋電埠相連一端的對側端的內表面以及波導正交模耦合器的側壁內表面；
[0009]第一調諧塊所在的波導正交模耦合器的側壁的對側壁與方波導側壁饋電埠的一端相連；波導正交模耦合器與喇叭輻射器饋電埠相連一端的對側端與方波導底面饋電埠的一端相連；
[0010]側壁波導與方波導側壁饋電埠的另一端相連用於通過方波導側壁饋電埠為波導正交模耦合器饋電；側壁波導寬邊所在平面平行于波導正交模耦合器的側壁所在平面；
[0011]第二調諧塊緊貼在側壁波導與方波導側壁饋電埠相連端的對側端的內表面以及側壁波導輸入埠的對側端的內表面；第二調諧塊長度與側壁直波導的寬邊長度相同；
[0012]彎波導為彎折波導；彎波導與方波導底面饋電埠的另一端相連用於通過方波導底面饋電埠為波導正交模耦合器饋電；彎波導窄邊所在的平面與波導正交模耦合器的側壁所在平面垂直；
[0013]彎波導調諧塊為立方體結構，緊貼彎波導的彎折處的內表面，彎波導調諧塊底面緊貼彎波導的底面，調諧塊的一頂角與彎波導的一個底角重合。
[0014]所述喇叭輻射器埠為具有一定厚度的導體薄片連接組成的立方體結構。
[0015]所述喇叭輻射器饋電埠、方波導側壁饋電埠、方波導底面饋電埠為方形埠，高度為1mm。
[0016]所述喇叭輻射器側壁、喇叭輻射器饋電埠、波導正交模耦合器的中心對稱線重八口 ο
[0017]所述波導正交模耦合器為截面為方形的長方體波導；第一調諧塊長度與波導正交模耦合器的方形截面邊長相同。
[0018]本發明與現有技術相比的優點在於:
[0019](I)本發明通過喇叭輻射器埠和喇叭輻射器側壁組成的喇叭輻射器結構使得耦合進來的電磁場分布更加均勻，進而實現了高口徑效率的喇叭輻射器，本發明喇叭輻射器的口徑效率能夠在較寬的頻帶內達到85 %，遠遠使得天線輻射口面的效率高於傳統的拋物面、平板衛星通信天線。
[0020](2)本發明通過採用新穎簡單的方波導正交模耦合器以及多個調諧塊，省略了傳統正交模耦合器中的電感、膜片等結構，使得加工難度、成本均有大幅度降低，實用性更強，可以適用於各種複雜的安裝環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的工作原理和工作過程做進一步解釋和說明。
[0023]如圖1所示，本發明一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器包括:喇叭輻射器埠 1、喇叭輻射器側壁2、喇叭輻射器饋電埠 3、波導正交模耦合器4、第一調諧塊5、方波導側壁饋電埠 6、側壁波導7、第二調諧塊8、方波導底面饋電埠 9、彎波導10、彎波導調諧塊11 ;
[0024]喇叭輻射器埠 I位於喇叭輻射器側壁2的前段；喇叭輻射器饋電埠 3的一端與喇叭輻射器側壁2的後端相連；喇叭輻射器饋電埠 3的另一端與波導正交模耦合器4的一端相連；喇叭輻射器埠 I為具有一定厚度的導體薄片連接組成的立方體結構。喇叭輻射器饋電埠 3、方波導側壁饋電埠 6、方波導底面饋電埠 9為方形埠，高度為1mm。波導正交模稱合器4為截面為方形的長方體波導；
[0025]第一調諧塊5位于波導正交模稱合器4內；緊貼在波導正交模稱合器4與喇機福射器饋電埠 3相連一端的對側端的內表面以及波導正交模耦合器4的側壁內表面；第一調諧塊5長度與波導正交模耦合器4的方形截面邊長相同。
[0026]第一調諧塊5所在的波導正交模耦合器4的側壁的對側壁與方波導側壁饋電埠6的一端相連；波導正交模稱合器4與喇ΠΛ福射器饋電埠 3相連一端的對側端與方波導底面饋電埠9的一端相連；
[0027]側壁波導7與方波導側壁饋電埠 6的另一端相連用於通過方波導側壁饋電埠6為波導正交模耦合器4饋電；側壁波導7寬邊所在平面平行于波導正交模耦合器4的側壁所在平面；
[0028]第二調諧塊8緊貼在側壁波導7與方波導側壁饋電埠 6相連端的對側端的內表面以及側壁波導7輸入埠的對側端的內表面；第二調諧塊8長度與側壁直波導7的寬邊長度相同；
[0029]彎波導10為彎折波導；彎波導10與方波導底面饋電埠 9的另一端相連用於通過方波導底面饋電埠 9為波導正交模耦合器4饋電；彎波導10窄邊所在的平面與波導正交模耦合器4的側壁所在平面垂直；
[0030]彎波導調諧塊11為立方體結構，緊貼彎波導10的彎折處的內表面，彎波導調諧塊11底面緊貼彎波導10的底面，調諧塊11的一頂角與彎波導的一個底角重合。
[0031]喇叭輻射器側壁2、喇叭輻射器饋電埠 3、波導正交模耦合器4的中心對稱線重八口 ο
[0032]本發明的具體工作原理和工作過程如下:
[0033]本發明的喇叭輻射器可以工作於兩種極化模式。當工作於模式一時，電磁能量從輸入波導7進入，通過饋電埠 6將電磁能量傳輸進入方波導正交模耦合器4，再由饋電埠 3將電磁能量傳輸進入喇叭輻射器2。在這個過程中，方波導4中的電磁能量由於極化隔離，不會進入饋電埠 9。當工作於模式二時，電磁能量從輸入波導10進入，通過饋電埠9將電磁能量傳輸進入方波導正交模耦合器4，再由饋電埠 3將電磁能量傳輸進入喇叭輻射器2。在這個過程中，方波導4中的電磁能量由於極化隔離，不會進入饋電埠 6。當喇叭輻射器入於接收狀態時，以上過程可逆。
[0034]以上所述，僅為本發明最佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易得出的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
[0035]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特徵在於包括:喇叭輻射器埠(I)、喇叭輻射器側壁(2)、喇叭輻射器饋電埠(3)、波導正交模耦合器(4)、第一調諧塊(5)、方波導側壁饋電埠￠)、側壁波導(7)、第二調諧塊(8)、方波導底面饋電埠(9)、彎波導(10)、彎波導調諧塊(11)； 喇叭輻射器埠(I)位於喇叭輻射器側壁(2)的前段；喇叭輻射器饋電埠(3)的一端與喇叭輻射器側壁(2)的後端相連；喇叭輻射器饋電埠(3)的另一端與波導正交模耦合器(4)的一端相連； 第一調諧塊(5)位于波導正交模耦合器(4)內；緊貼在波導正交模耦合器(4)與喇叭輻射器饋電埠(3)相連一端的對側端的內表面以及波導正交模耦合器(4)的側壁內表面； 第一調諧塊(5)所在的波導正交模耦合器(4)的側壁的對側壁與方波導側壁饋電埠(6)的一端相連；波導正交模I禹合器(4)與喇機福射器饋電埠3相連一端的對側端與方波導底面饋電埠(9)的一端相連； 側壁波導(7)與方波導側壁饋電埠(6)的另一端相連用於通過方波導側壁饋電埠(6)為波導正交模耦合器(4)饋電；側壁波導(7)寬邊所在平面平行于波導正交模耦合器(4)的側壁所在平面；第二調諧塊(8)緊貼在側壁波導(7)與方波導側壁饋電埠(6)相連端的對側端的內表面以及側壁波導(7)輸入埠的對側端的內表面；第二調諧塊(8)長度與側壁直波導(7)的寬邊長度相同； 彎波導(10)為彎折波導；彎波導(10)與方波導底面饋電埠(9)的另一端相連用於通過方波導底面饋電埠(9)為波導正交模耦合器(4)饋電；彎波導(10)窄邊所在的平面與波導正交模耦合器(4)的側壁所在平面垂直； 彎波導調諧塊(11)為立方體結構，緊貼彎波導(10)的彎折處的內表面，彎波導調諧塊(II)底面緊貼彎波導(10)的底面，調諧塊(11)的一頂角與彎波導的一個底角重合。
2.根據權利要求1所述的一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特徵在於:所述喇叭輻射器埠(I)為具有一定厚度的導體薄片連接組成的立方體結構。
3.根據權利要求1所述的一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特徵在於:所述喇叭輻射器饋電埠(3)、方波導側壁饋電埠 ￠)、方波導底面饋電埠(9)為方形埠，高度為1mm。
4.根據權利要求1所述的一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特徵在於:所述喇叭輻射器側壁(2)、喇叭輻射器饋電埠(3)、波導正交模耦合器(4)的中心對稱線重合。
5.根據權利要求1所述的一種用於Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特徵在於:所述波導正交模耦合器(4)為截面為方形的長方體波導；第一調諧塊(5)長度與波導正交模耦合器(4)的方形截面邊長相同。
【文檔編號】H01Q13/02GK104201478SQ201410412633
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】史永康, 李鵬飛, 陳劍, 劉昊 申請人:北京遙測技術研究所, 航天長徵火箭技術有限公司