[實(shí)用新型]寬帶寬波束波紋喇叭饋源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420773147.X
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204216227U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解磊;伍洋;杜彪;周建寨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02;H01Q1/50
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及射電望遠(yuǎn)鏡天線、衛(wèi)星通信天線、測控天線領(lǐng)域中一種具有混合槽結(jié)構(gòu)的寬帶寬波束高效率饋源裝置，特別適合用作各頻段反射面天線中低交叉極化、低反射損耗、低背瓣、相位中心恒定且結(jié)構(gòu)緊湊的高效率饋源裝置。

背景技術(shù)

寬頻帶一直是反射面天線技術(shù)的發(fā)展方向，而反射面天線的工作頻帶主要由饋源的帶寬所決定。眾所周知，由于波紋喇叭饋源能在接近2:1的寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的電氣性能指標(biāo)，所以它在上述領(lǐng)域中占有非常重要的地位，幾乎所有高性能的反射面天線都使用波紋喇叭作為饋源。

現(xiàn)有的波紋喇叭主要分為橫向槽結(jié)構(gòu)波紋喇叭和軸向槽結(jié)構(gòu)波紋喇叭兩種。前者能在2：1的頻帶內(nèi)具有良好的阻抗和輻射特性，但一般波束較窄，或口徑很大；后者的波束較寬，口徑適中，但工作帶寬有限。在寬頻帶、寬波束、體積有限的應(yīng)用要求下，現(xiàn)有設(shè)計(jì)難以滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于避免背景技術(shù)中的不足之處而提供一種能在一個(gè)倍頻程內(nèi)具有寬波束高效率照明且結(jié)構(gòu)緊湊的饋源裝置，本實(shí)用新型還具有交叉極化電平低、反射損耗小、相位中心恒定等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種寬帶寬波束波紋喇叭饋源裝置，包括輸入波導(dǎo)和波紋槽輻射器，輸入波導(dǎo)的輸出口與波紋槽輻射器輸入口相對接，其特征在于：所述的波紋槽輻射器的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)周期波紋槽結(jié)構(gòu)，每個(gè)周期波紋槽結(jié)構(gòu)由一個(gè)波紋槽和一個(gè)波紋齒6組成，波紋槽和波紋齒為依次間隔設(shè)置，由多個(gè)波紋齒的自由端組成的內(nèi)壁曲線自輸入口向輸出口方向依次變大，所述的波紋槽為環(huán)加載槽5。

其中，在波紋槽輻射器輸出口外側(cè)的波紋槽輻射器的端面上開設(shè)有軸向圓環(huán)槽4，軸向圓環(huán)槽4的開口方向與波紋槽輻射器輸出口的方向相同。

其中，所述的輸入波導(dǎo)由輸入波導(dǎo)段1和階梯過渡段2組成，輸入波導(dǎo)段1的輸出口與階梯過渡段2的輸入口相接，階梯過渡段2的輸出口與波紋槽輻射器輸入口相對接；輸入波導(dǎo)段1的內(nèi)徑與階梯過渡段2輸入口處的內(nèi)徑相同；所述的階梯過渡段2的內(nèi)徑為多階梯構(gòu)成，自輸入口到輸出口逐漸增大，階梯過渡段2輸出口處的內(nèi)徑與波紋槽輻射器輸入口處的內(nèi)徑相同。

其中，所述的輸入波導(dǎo)段1為圓直波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其長度為最高工作頻率的3至5倍。

其中，軸向圓環(huán)槽4的深度為波紋喇叭饋源最低工作頻率對應(yīng)波長的1/4。

本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型采用了一種波紋槽輻射器3的設(shè)計(jì)技術(shù)，克服了現(xiàn)有大張角橫向槽波紋喇叭波紋槽數(shù)量多，體積過大的缺陷，可在一個(gè)倍頻程內(nèi)具有波束寬、交叉極化電平低、反射損耗小等優(yōu)點(diǎn)。

2.本實(shí)用新型采用了階梯過渡段2的設(shè)計(jì)技術(shù)，激勵(lì)起高次模，使饋源具有“平頂”的方向圖，提高了照射效率。

3.本實(shí)用新型使用軸向圓環(huán)槽4，解決了因?yàn)轲佋纯趶綔p小引起的背向輻射增大的問題，提高了天線效率。

4.本混合槽結(jié)構(gòu)大張角波紋喇叭饋源適合用作各頻段反射面天線的饋源裝置，尤其適合于大照射角、需要多個(gè)饋源切換的天線。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型階梯過渡段2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型波紋槽輻射器3結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1和圖3，本實(shí)用新型一種寬帶寬波束波紋喇叭饋源裝置，包括輸入波導(dǎo)和波紋槽輻射器3，輸入波導(dǎo)的輸出口與波紋槽輻射器輸入口相對接，所述的波紋槽輻射器的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)周期波紋槽結(jié)構(gòu)，每個(gè)周期波紋槽結(jié)構(gòu)由一個(gè)波紋槽和一個(gè)波紋齒6組成，波紋槽和波紋齒為依次間隔設(shè)置，由多個(gè)波紋齒的自由端組成的內(nèi)壁曲線自輸入口向輸出口方向依次變大，所述的波紋槽為環(huán)加載槽5。

在波紋槽輻射器輸出口外側(cè)的波紋槽輻射器的端面上開設(shè)有軸向圓環(huán)槽4，軸向圓環(huán)槽4的開口方向與波紋槽輻射器輸出口的方向相同。

所述的輸入波導(dǎo)由輸入波導(dǎo)段1和階梯過渡段2組成，輸入波導(dǎo)段1的輸出口與階梯過渡段2的輸入口相接，階梯過渡段2的輸出口與波紋槽輻射器輸入口相對接；輸入波導(dǎo)段1的內(nèi)徑與階梯過渡段2輸入口處的內(nèi)徑相同；參照圖2，所述的階梯過渡段2的內(nèi)徑為多階梯構(gòu)成，自輸入口到輸出口逐漸增大，階梯過渡段2輸出口處的內(nèi)徑與波紋槽輻射器輸入口處的內(nèi)徑相同。階梯過渡段2的作用是激勵(lì)起高次模，實(shí)現(xiàn)“平頂”的寬波束照射，階梯的數(shù)量、高度和長度由優(yōu)化確定。

所述的輸入波導(dǎo)段1為圓直波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其長度為最高工作頻率的3至5倍。軸向圓環(huán)槽4的深度為波紋喇叭饋源最低工作頻率對應(yīng)波長的1/4。

參照圖3，波紋槽輻射器3呈周期性結(jié)構(gòu)，一個(gè)周期波紋槽由一個(gè)環(huán)加載槽5和一個(gè)波紋齒6構(gòu)成；周期值P等于環(huán)加載槽5槽口寬度尺寸b、和波紋齒6齒寬度尺寸t的數(shù)值之和；每個(gè)周期值P和加載槽寬度尺寸W可變或固定不變。采用環(huán)加載槽的目的是展寬工作帶寬，波紋槽輻射器3內(nèi)壁張開的角度由波束寬度決定。