[發(fā)明專利]透鏡加載的高增益超寬帶波紋雙脊喇叭天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410740432.6
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104466415B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 楊銳;孔祥輝;王慧;雷振亞
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02;H01Q15/08
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發(fā)明提供了一種透鏡加載的高增益超寬帶波紋雙脊喇叭天線，屬于微波天線技術領域，用于解決雙脊喇叭天線增益低和高頻方向圖裂變的問題；包括同軸饋電接頭(1)、矩形波導(2)、波紋喇叭(3)、雙脊波導(4)和介質透鏡(5)；波紋喇叭(3)的前端口位置設有雙曲結構的介質透鏡(5)，該介質透鏡(5)的焦點與天線饋源中心重合，后端口與矩形波導(2)相連接，內部設有雙脊波導(4)；同軸饋電接頭(1)安裝在矩形波導(2)的上部；波紋喇叭(3)上下金屬板(7)的內側后部表面設有平面波紋。本發(fā)明在1?18GHz區(qū)間具有超寬帶、高增益、方向圖穩(wěn)定的優(yōu)點。適用于電磁兼容測試、反射面天線饋源及超寬帶雷達等領域。

技術領域

本發(fā)明屬于微波天線技術領域，涉及一種透鏡加載的高增益超寬帶波紋雙脊喇叭天線，在保證天線基本功能的同時，還可以作為其他反射面天線的饋源，可用于電磁兼容測試系統(tǒng)及超寬帶雷達等領域。

技術背景

隨著無線通信技術的飛速發(fā)展，天線技術所涉及的領域越來越廣泛，超寬帶天線技術作為國內外的一個研究熱點，受到更多研究人員的重視。超寬帶高功率技術在雷達、通信和電子對抗等領域有著廣泛的應用。作為超寬帶系統(tǒng)的最前端，超寬帶的雙脊喇叭天線是其重要的組成部分，并且廣泛應用在電磁兼容測試系統(tǒng)、反射面天線饋源系統(tǒng)和超寬帶雷達等領域。在電磁兼容測試系統(tǒng)、反射面天線饋源、超寬帶雷達天線中要求使用的天線具有定向性、高增益和寬頻帶等性能。

高增益超寬帶天線具有應用范圍廣等優(yōu)點，但也存在一些缺陷，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：1.常見的雙脊喇叭天線由于自身結構和電尺寸的限制,在全頻帶內難以滿足高增益的要求，限制了天線的應用范圍。2.高增益超寬帶的性能通常可以通過雙脊喇叭天線來實現(xiàn)，但當工作頻率高于12GHz時，天線產生的高次模會導致方向圖主瓣產生裂變，這種裂變會破壞方向圖的穩(wěn)定性，限制了這種天線在對方向圖要求比較嚴格領域的應用。2003年，IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility刊登了Christian Bruns的題為“Analysis and simulation of a 1-18-GHz broadband double-ridged hornantenna”的文章中，公開了一種雙脊喇叭在高頻區(qū)域遠場方向圖的全波計算方法，該方法證明了雙脊喇叭在12GHz以上高頻段方向圖主瓣產生裂變。

為克服雙脊喇叭天線在全頻帶內增益低的缺陷，現(xiàn)有技術如：2012年，IEEEAntennas Wireless Propagation Letter刊登了Ahmet Serdar Turk的題為“Partiallydielectric-loaded ridged horn antenna design for ultra wideband gain andradiation performance enhancement”的文章中，公開了一種通過在雙脊喇叭輻射窗口中心位置，加載平板狀介質塊的方法，能夠實現(xiàn)將柱面波轉化為平面波,從而提高天線的增益，但是使用該方法會改變喇叭內部電磁波的傳播模式，從而降低雙脊喇叭天線的帶寬。

目前,在錐形喇叭的設計中，一般是通過在喇叭體的內表面全段加載波紋的方式，來提高天線方向圖的穩(wěn)定性。如中國專利申請，授權號為CN 202678521 U，“一種新型毫米波紋喇叭”的發(fā)明，公開一種新型波紋喇叭，該波紋喇叭為內腔呈圓錐形的圓柱體，其工作頻率范圍是82.6GHz-100GHz,通過在圓錐形內表面軸向整體加載波紋的方式，提高天線方向圖的穩(wěn)定性，但是這種波紋的加載方式，因為波紋尺寸的限制，在超寬帶天線的低頻區(qū)，方向圖會產生裂變，不能完全適用于雙脊喇叭1GHz-18GHz的工作頻段。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種透鏡加載的高增益超寬帶波紋雙脊喇叭天線，在保證有效超寬帶的前提下，解決了雙脊喇叭天線增益低的問題，同時消除了雙脊喇叭天線頻率在12GHz以上時輻射方向圖主瓣的裂變。