[發明專利]高功率微波模式轉換喇叭天線

有效

• 申請號: 201710832804.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107369911B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 袁成衛;孫云飛;賀軍濤;張強;張曉萍;馮加懷;李志強;王弘剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02;H01Q15/02;H01Q19/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種高功率微波模式轉換喇叭天線，其特征在于高功率微波模式轉換喇叭天線由喇叭天線(1)、模式轉換透鏡(2)兩部分構成，喇叭天線(1)是圓錐喇叭形狀，一端通過第一法蘭盤(11)與微波源相連作為輸入端口，另一端通過第二法蘭盤(13)與模式轉換透鏡(2)焊接；定義喇叭天線(1)、模式轉換透鏡(2)靠近微波源的一端為輸入端，遠離微波源的一端為輸出端；喇叭天線(1)與模式轉換透鏡(2)共軸；

喇叭天線(1)由第一法蘭盤(11)，天線主體(12)，第二法蘭盤(13)構成，均為金屬材料制成；第一法蘭盤(11)焊接在天線主體(12)靠近微波源端的外壁上，第二法蘭盤(13)焊接在天線主體(12)遠離微波源端的外壁上；第一法蘭盤(11)呈圓環狀，其外直徑為D1，內直徑為D2，圓環厚度即軸向長度為t1；天線主體(12)由一段圓波導和一段圓錐波導構成，其中圓波導形狀為一個圓筒，內直徑為D2，軸向長度為t2，波導壁厚s；圓錐波導靠近微波源端內直徑為D2，遠離微波源端內直徑為D3，軸向長度為l，波導壁厚s；第二法蘭盤(13)呈圓環狀，其外直徑為D4，內直徑為D3，圓環厚度為t1；喇叭天線(1)的第一法蘭盤(11)與微波源相連，作為輸入端；

從靠近微波源端到遠離微波源端模式轉換透鏡(2)依次由第一匹配層(21)，金屬圓盤(22)，填充介質(23)，第二匹配層(24)構成；第一匹配層(21)，填充介質(23)，第二匹配層(24)采用環氧樹脂制成；第一匹配層(21)為圓盤狀，其輸入端的那一面與喇叭天線(1)的第二法蘭盤(13)的輸出端面緊貼，其輸出端的那一面覆蓋在金屬圓盤(22)的輸入端表面，第一匹配層(21)的直徑為D4，厚度為h0；輸出端的那一面緊貼第二匹配層(24)；金屬圓盤(22)直徑為D4，金屬圓盤(22)由多個呈蜂窩狀排列的模式轉換單元組合而成，每個模式轉換單元的橫截面為正六邊形，正六邊形的邊長為d，從金屬圓盤(22)的橫截面來看，各正六邊形緊密排列成一個直徑為D4的圓形，即各正六邊形緊密排列成一個蜂窩狀陣列，每個正六邊形在蜂窩狀陣列中所處列數用p表示，所處行數用q表示，定義陣列中心的正六邊形位于第0行第0列，陣列中心上側正六邊形所處行數為正、下側正六邊形所處行數為負，陣列中心右側正六邊形所處列數為正、左側正六邊形所處列數為負；模式轉換單元是通過在橫截面為正六邊形的棱柱體內部打有5個孔形成，5個孔從靠近微波源端到遠離微波源端依次為第一橢圓柱孔(221)，第一過渡孔(222)，圓柱形孔(223)，第二過渡孔(224)，第二橢圓柱孔(225)；第一橢圓柱孔(221)、圓柱形孔(223)和第二橢圓柱孔(225)的中心位于棱柱體的軸線上；第一橢圓柱孔(221)的半長軸為a1，半短軸為b1，深度為h1；圓柱形孔(223)的半徑為b，深度為h3；第二橢圓柱孔(225)的半長軸為a2，半短軸為b2，深度為h5；第一過渡孔(222)靠近輸入端的一端為橢圓形，靠近輸出端的一端為圓形，第一過渡孔(222)將第一橢圓柱孔(221)逐漸過渡并連接至圓柱形孔(223)，深度為h2；第二過渡孔(224)靠近輸入端的一端為圓形，靠近輸出端的一端為橢圓形，第二過渡孔(224)將圓柱形孔(223)逐漸過渡并連接至第二橢圓柱孔(225)，深度為h4；設定金屬圓盤(22)的中心處為坐標原點，建立x-y固定坐標系，所有模式轉換單元的第一橢圓柱孔(221)中心與第二橢圓柱孔(225)中心在x-y平面的投影均用坐標Q(x，y)表示，Q(x，y)根據正六邊形的邊長為d確定；令第一橢圓柱孔(221)長軸與x軸正向的夾角為θ，第二橢圓柱孔(225)長軸與x軸正向的夾角為第一橢圓柱孔(221)的長軸與第二橢圓柱孔(225)的長軸之間的相對夾角為該值隨著第一橢圓柱孔(221)與第二橢圓柱孔(225)位置的不同而變化；填充介質(23)均勻填充在所有模式轉換單元的第一橢圓柱孔(221)、第一過渡孔(222)、圓柱形孔(223)、第二過渡孔(224)和第二橢圓柱孔(225)中，并保持與這5個孔孔壁的緊密貼合；第二匹配層(24)為圓盤狀，一面與金屬圓盤(22)緊密貼合，另一面即為高功率微波模式轉換喇叭天線的輸出端，第二匹配層(24)的直徑為D4，厚度為h6。

2.如權利要求1所述的高功率微波模式轉換喇叭天線，其特征在于所述環氧樹脂的相對介電常數為4。