[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201710650063.5
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107732435B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)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

本發(fā)明涉及一種基于介質加載的低頻倍頻程寬波束緊縮場饋源，其中，脊波導部分配合喇叭的脊曲線，實現(xiàn)最大限度的加寬脊的厚度；饋電探針為兩個采用SMA接頭連接的半剛同軸電纜饋電接頭(8)，兩個饋電探針垂直安裝，分別對應饋源的兩個極化；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)邊緣，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(qū)域；采用較小的喇叭張角，進一步減小了高頻口面場的相位差；通過優(yōu)化介質加載材料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(qū)域，起到了展寬波束和穩(wěn)定相位中心的作用。該介質加載四脊喇叭天線具有體積小，質量輕，低成本的突出優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及緊縮場饋源的技術領域，具體涉及一種基于介質加載的低頻倍頻程寬波束緊縮場饋源。

背景技術

隨著緊縮場技術的不斷發(fā)展，緊縮場的低頻測量需求不斷增強，在低頻往往需要相對較寬的測量帶寬，從而增加距離向的分辨率，同時提高測試效率。原有的標準波段饋源不能滿足緊縮場測量的要求。低頻寬帶緊縮場饋源成為未來緊縮場系統(tǒng)必備的測量工具?？梢宰鳛閷拵Ьo縮場的備選天線有很多，其中脊波導喇叭具有較寬的阻抗帶寬，客觀上具有作為緊縮場饋源的潛力，但是由于脊波導喇叭波束寬度隨著頻率的升高而減小，而緊縮場需要饋源有足夠寬的波束寬度，因此無法直接應用，必需針對緊縮場對饋源的要求做精細設計。緊縮場對低頻饋源的主要要求是方向圖在E面H面對稱；在對應靜區(qū)的照射角內，幅度方向圖和相位方向圖都需要非常平滑，一般來說覆蓋1倍頻程左右的帶寬相對容易實現(xiàn)，但隨著頻率的升高，傳統(tǒng)的優(yōu)化設計的脊波導喇叭難以保持較寬的波束寬度，脊波導喇叭不可避免的將存在一定的幅度方向圖錐削和相位方向圖錐削。

1973年，John L.Kerr研制出了短軸長超寬帶脊喇叭，用作電磁兼容測量的饋源。采用了兩個不同尺寸的脊喇叭覆蓋了0.2-2GHz和1-12GHz兩個頻段，并在這兩個頻段中都取得了極為理想的性能。其中1-12GHz的喇叭軸向尺寸為6inch，口面尺寸為9.5*5.44inch；整個頻帶內的增益都在5dB-13dB范圍內，其中低頻段稍低；交叉極化比在-40dB以下；駐波比在大部分頻帶內小于2:1；E面方向圖保持在40°左右，H面方向圖保持在40°左右。0.2-2GHz喇叭的主要尺寸是1-12GHz天線尺寸以5:1的比例放大得到的，但兩者在激勵段脊波導上存在區(qū)別，0.2GHz-2GHz喇叭的軸向尺寸為37inch，口面尺寸為37.5*27.2inch，重量為10kg左右。該類天線為單極化天線無法實現(xiàn)雙極化，實現(xiàn)雙極化必須采用四脊波導喇叭。另外該類天線的波束寬度較小且隨著頻率升高而減小，會引起幅度方向圖錐削和相位方向圖錐削，不能作為緊縮場饋源。

2005年，M.Botello-Perez等人在文獻中對Kerr的模型進行了更為詳細的介紹，并進行了較為精確的計算機仿真分析。文獻中提出了一些激勵段脊波導的尺寸設計公式，對脊曲線進行了有益的修改，并給出了仿真結果。同時，詳細的分析了激勵探針的位置、探針的尺寸和它的插入深度對駐波性能的影響，并給出了相應的曲線。但是與大多數(shù)脊喇叭的文獻相同，對脊波導喇叭的波束寬度以及幅度方向圖錐削和相位方向圖錐削沒有做嚴格的控制，不能夠用來作為緊縮場饋源。

因此，設計一種新型的低頻倍頻程寬波束天線，滿足緊縮場對饋源的要求是有實際意義的。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出了一種新型的基于介質加載的低頻倍頻程寬波束緊縮場饋源，該饋源具有體積小，質量輕，低成本，高性能的突出優(yōu)點。