[實(shí)用新型]一種毫米波近場機(jī)械調(diào)焦雙反射面天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420609266.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN204103047U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛長江;余川;孟凡寶;屈勁;徐剛;施美友;陳世韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01Q15/14
• 分類號(hào): H01Q15/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及毫米波天線技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種毫米波雙反射面賦形天線，其輻射波束可聚焦在近場區(qū)域。

背景技術(shù)

雙反射面天線，由主反射面、副反射面和饋源三部分組成，包括卡塞格倫、葛利高利以及環(huán)焦天線。其相對(duì)于其它天線，具有低副瓣、低交叉極化、高增益的特點(diǎn)，在20世紀(jì)60年代起就在導(dǎo)彈靶場的精密跟蹤測量雷達(dá)上得到廣泛的應(yīng)用。如美國的AN/FPQ-6雷達(dá)、屈德克斯雷達(dá)，法國的JLA-1。同時(shí)相對(duì)于厘米波段，工作在毫米波頻段的饋線系統(tǒng)損耗很大，為縮短饋源的饋線，一般大功率毫米波系統(tǒng)采用饋源在天線后面的雙反射面天線作為輻射系統(tǒng)。

大口徑天線在近場區(qū)（菲涅爾區(qū)）存在較強(qiáng)的衍射相干，沿軸線的波束分布存在許多菲涅爾峰，如圖1所示。近年來，在毫米波近程通訊、毫米波人體成像、毫米波無線輸能和ITER計(jì)劃中的毫米波等離子體加熱等應(yīng)用領(lǐng)域，越來越多的毫米波天線應(yīng)用都集中在天線的菲涅爾區(qū)，特別是最后一個(gè)菲涅爾峰所在區(qū)域；同時(shí)都希望在相同的功率源情況下，獲得更大的軸線功率密度。但是目前國外已研制的大功率毫米波天線均采用焦點(diǎn)為無窮遠(yuǎn)的非聚焦輻射方式，使得其口面輻射場在近場區(qū)軸線功率密度最大值（即最后一個(gè)菲涅爾峰）偏低、達(dá)到有效功率閾值的距離范圍偏小。

申請(qǐng)?zhí)枺?014102572537）的文件公布了一種近場波束聚焦的毫米波雙反射面天線，該天線實(shí)現(xiàn)了提高其近場軸線上功率密度，增大近場作用距離范圍，但在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境參數(shù)變化需要對(duì)最大功率密度點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)或者需要使達(dá)到有效功率閾值的距離范圍更寬，就得整體移動(dòng)系統(tǒng)、或者更換新天線系統(tǒng)或者另外增加天線系統(tǒng)，這樣就大幅度增加了系統(tǒng)成本和實(shí)現(xiàn)的難度，如在生物醫(yī)學(xué)、等離子體加熱過程中，需要根據(jù)實(shí)際生理特征、等離子體溫度的測試分布來移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)加熱的毫米波最大功率密度位置，以達(dá)到最佳的效果,而采用原來的固定焦點(diǎn)聚焦的方式就需要增加天線系統(tǒng)或者采用非常復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)整體移動(dòng)，其成本和技術(shù)難度極大。目前在毫米波近場天線中，都采用的為非聚焦方式的天線，且功率密度最大位置很難調(diào)節(jié)，因此需要一種能簡單調(diào)節(jié)聚焦點(diǎn)位置的毫米波聚焦天線系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了提高天線輻射近場軸線功率密度并簡單快速調(diào)節(jié)最大功率密度位置，增大近場可作用區(qū)域范圍，提供一種毫米波近場機(jī)械調(diào)焦雙反射面天線。通過對(duì)該雙反射面天線的主、副反射面的曲面進(jìn)行賦形，使饋源饋入的波束在天線主面口面上產(chǎn)生能聚焦的場幅度分布和相位分布，通過天線副面相對(duì)位置的微小調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)主面幅度、相位分布的改變。其主面口面場輻射的波束在近場聚焦到設(shè)計(jì)區(qū)域處，提高了近場區(qū)軸線功率密度，且通過天線副面位置的微小調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)聚焦點(diǎn)位置的大范圍變化，解決了目前毫米波近場某些應(yīng)用中軸線功率密度最大值偏低、最大功率密度位置極難調(diào)整、達(dá)到有效功率閾值的區(qū)域范圍偏小的不足。

一種毫米波近場機(jī)械調(diào)焦雙反射面天線，包括主反射面、副反射面和饋源，所述饋源發(fā)射出的波束經(jīng)副反射面反射到主反射面后再射出；所述主反射面的曲面形狀為旋轉(zhuǎn)拋物面，主反射面的中心點(diǎn)位于副面出射中心軸線和輻射波束軸線交點(diǎn)處；所述副反射面曲面為旋轉(zhuǎn)雙曲面，且副反射面為圓對(duì)稱結(jié)構(gòu)，圓心位于所述饋源出射軸線上；所述饋源設(shè)置在副反射面的實(shí)焦點(diǎn)附近；所述主反射面的焦點(diǎn)與天線副面雙曲面的另一實(shí)焦點(diǎn)相近；所述主反射面、副反射面和饋源設(shè)置同一個(gè)支架上，饋源和主反射面固定在支架上保持位置不變；所述支架上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，副反射面設(shè)置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，副反射面能在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上前后、上下、左右移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述主反射面為圓對(duì)稱結(jié)構(gòu)或?yàn)闄E圓對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述主反射面和副反射面均為導(dǎo)電面。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電面為全導(dǎo)電金屬結(jié)構(gòu)；或?yàn)榉墙饘俨牧希浞墙饘俨牧媳砻嫱扛病㈦婂兘饘賹踊驅(qū)щ娖帷?/p>

一種毫米波近場機(jī)械調(diào)焦雙反射面天線，包括主反射面、副反射面、副反射面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和饋源，所述饋源發(fā)射出的波束經(jīng)副反射面反射到主反射面后再射出；所述主反射面的曲面形狀為旋轉(zhuǎn)拋物面，主反射面的中心點(diǎn)位于副面出射中心軸線和輻射波束軸線交點(diǎn)處；所述副反射面曲面為橢球面，且副反射面為圓對(duì)稱結(jié)構(gòu)，圓心位于所述饋源出射軸線上；所述饋源設(shè)置在副反射面的實(shí)焦點(diǎn)附近；所述主反射面的焦點(diǎn)與天線副面橢球的另一焦點(diǎn)相近。