[發明專利]一種基于介質加載的低頻倍頻程寬波束緊縮場饋源

有效

• 申請號: 201710650063.5
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107732435B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王正鵬;林晨;武建華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q13/08;H01Q19/17;H01Q21/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種基于介質加載的低頻倍頻程寬波束緊縮場饋源，其特征在于：包括一個特定尺寸的喇叭壁(1)，四個采用特定脊曲線的脊，一個后腔(6)，一個短路板(7)，兩個采用SMA接頭連接的半剛同軸電纜饋電接頭(8)和一個采用三段復合的介質加載器(13)；介質加載四脊喇叭天線的特定尺寸的喇叭壁(1)、后腔(6)和短路板(7)依次連接構成喇叭天線，四個采用特定脊曲線的脊分別安裝在喇叭壁(1)的四個壁上，兩個采用SMA接頭連接的半剛同軸電纜饋電接頭(8)依次穿過后腔(6)和四個采用特定脊曲線的脊中的一個，電纜饋電接頭的外導體與后腔(6)和穿過的脊電氣連接，電纜饋電接頭的內導體與對面的脊電氣連接，采用三段復合的介質加載器(13)位于整個喇叭的口面附近與四個采用特定脊曲線的脊插接在一起；

所述的介質加載四脊喇叭天線中，喇叭壁(1)為方錐形，長度在228～253mm之間，口面寬度在161～179mm之間，喇叭壁(1)張角在7.9°～8.8°之間，后腔(6)寬度在114～126mm之間，高度在32.3～35.7mm之間；

所述的介質加載四脊喇叭天線中，脊波導脊的厚度在13～15mm之間，喇叭脊波導部分兩脊的間距在4.4～4.8mm之間，四脊波導的四個脊在相互靠近位置處采用60°切角，使四脊波導的主模特性阻抗與同軸線匹配，兩個采用SMA接頭連接的半剛同軸電纜饋電接頭(8)距離短路板(7)的距離分別為45mm和47mm；

所述的介質加載四脊喇叭天線中，采用三段復合的介質加載器(13)采用圓錐，圓柱和半球三段式結構；圓錐頂端距離喇叭口面距離為130mm，圓錐底面與圓柱底面的直徑相同，均取90～110mm之間，圓柱上端面與半球直徑相同，均為90～110mm；采用三段復合的介質加載器(13)采用聚四氟乙烯材料，介電常數為2.08；采用三段復合的介質加載器(13)插入脊片，干涉部分切割采用三段復合的介質加載器(13)；

所述的介質加載四脊喇叭天線中，脊喇叭的脊曲線按照固定的指數曲線漸變，將脊曲線位于口面位置處的終端位置設置于喇叭口面內部而不是喇叭壁(1)位置，指數曲線方程為y＝2.3*e^0.015*(x-55)-0.028*(x-55)；

所述的介質加載四脊喇叭天線中，脊喇叭的脊距離短路板(7)靠近脊一側的平面的距離為34mm；脊喇叭的脊后采用導電膠連接脊喇叭天線后腔(6)，實現脊與后腔(6)的良好電接觸；

3dB波束寬度在51°～81°之間，改進型介質加載喇叭天線采用特定長度和口面尺寸的方喇叭使整個天線在工作頻帶內E面和H面方向圖基本等化，脊波導部分配合喇叭的脊曲線，實現最大限度的加寬脊的厚度，加大脊間距，一方面保證四脊波導的單模傳輸，一方面最大限度的方便加工制造，饋電探針采用兩個SMA接頭連接的半剛同軸電纜電接頭，電纜直徑小于7mm，兩個饋電探針垂直安裝，分別對應饋源的兩個極化，在設計中引入復合形介質加載器，減小了饋源天線的口面尺寸，有利于展寬高頻饋源天線的輻射方向圖，將脊曲線位于口面位置處的終端位置設置于喇叭口面內部而不是喇叭壁(1)位置，在不影響低頻天線口面的基礎上，有效減小了高頻天線口面場分布的區域，有利于展寬了高頻饋源天線的波束寬度，喇叭壁(1)張角較小，為7.9°～8.8°之間，在滿足倍頻程帶寬的條件下，有利于減小高頻口面場的相位差，通過優化介質加載器的形狀和四脊喇叭天線的相對位置，可以使饋源天線的輻射電場盡可能集中在介質區域，起到了展寬波束寬度和穩定相位中心的作用。