[發明專利]高功率微波連續橫向枝節縫隙徑向線天線

有效

• 申請號: 201710833448.5
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107645052B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 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;趙雪龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01Q1/42
• 分類號: H01Q1/42;H01Q1/50;H01Q13/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種高功率微波連續橫向枝節縫隙徑向線天線，目的是解決目前高功率微波天線緊湊化程度不高，功率容量有限并且在高頻段應用困難等問題。本發明由同軸波導、徑向線漏波波導、法蘭盤、天線罩構成；同軸波導、徑向線漏波波導、法蘭盤、天線罩按從輸入到輸出的順序共軸相連；徑向線漏波波導由徑向線底板、徑向線中板、短路圓柱、縫隙陣列口面、波導壁構成，縫隙陣列口面上開有沿圓周方向均勻排列的膠囊型縫隙，相鄰縫隙之間加入圓環狀凸字形臺階構成輻射枝節。本發明可有效改善天線的輻射特性，獲得較高的增益和良好的口面電場分布，有效抑制縫隙陣列柵瓣的產生，功率容量高，可應用于高頻段的高功率微波輻射系統中。

技術領域

本發明涉及高功率微波技術領域的一種輻射天線，尤其是一種工作在高頻段的高功率微波天線。

背景技術

高功率微波(High-Power-Microwave，縮寫為HPM)一般是指頻率在300MHz到300GHz、峰值功率大于100MW或平均功率大于1MW的強電磁輻射。高功率微波的應用多種多樣，主要包括：高功率脈沖雷達，應用于寬頻帶下精確分辨目標；高能粒子射頻加速器，應用于高能物理、核物理研究；基于電子回旋共振機制對受控熱核等離子體進行加熱及高功率微波武器等領域。迄今為止，高功率微波源的研究成果主要集中在L、S、C、X等波段(頻率均在12GHZ以下)，而發展更高頻率的高功率微波設備將是高功率微波研究領域的下一重點之一。結合高功率微波系統向高頻發展的趨勢，研制Ku波段(頻段范圍為12～18GHz)等高頻緊湊型的高功率微波輻射系統顯得愈發迫切。

由于商業應用的推動，現有的Ku波段輻射天線研究成果主要集中在通信等低功率微波領域，以微帶天線和縫隙天線兩種形式為主。在傳統Ku波段天線的發展過程中，工程上常用微帶貼片形式或波導縫隙形式的天線陣來實現低后瓣、低旁瓣、中等增益等性能的天線設計。但是在微波毫米波系統中，傳統微帶天線較難獲得高增益和寬工作頻帶；并且無論是天線結構還是饋電結構，微帶結構所產生的損耗都比較大，特別是工作在毫米波或更高頻率的系統中。而波導縫隙天線具有主瓣寬度較窄、方向圖可以賦形、交叉極化電平較低等優異特性；與微帶貼片天線陣相比，波導縫隙天線還有損耗低的優點。此外，由于這種天線加工簡單、結構緊湊、精度高、成本低、增益高且口徑分布容易控制，在雷達方案中獲得了廣泛應用。但此類天線由于未對功率容量進行專門設計，還不適宜直接應用到高功率微波領域。

由于現有的Ku波段輻射天線損耗較大，功率容量較低，不能滿足高功率微波的應用需求，如何設計一種新型的可以應用于Ku波段的高功率微波輻射天線是本領域技術人員極為關注的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新型高功率微波連續橫向枝節縫隙徑向線天線，其結構緊湊，輸入輸出共軸，具有較高的功率容量和增益，解決目前高功率微波天線緊湊化程度不高，功率容量有限并且在高頻段應用困難等問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明由同軸波導、徑向線漏波波導、法蘭盤、天線罩四部分構成。定義同軸波導、徑向線漏波波導、法蘭盤、天線罩靠近微波源的一端為輸入端，遠離微波源的一端為輸出端；同軸波導、徑向線漏波波導、法蘭盤、天線罩按從輸入到輸出的順序共軸相連；同軸波導一端與微波源相連作為高功率微波連續橫向枝節縫隙徑向線天線的輸入端口，另一端與徑向線漏波波導的中心相連；徑向線漏波波導的輸入端中心與同軸波導相連，徑向線漏波波導的輸出端與法蘭盤的輸入端焊接在一起；法蘭盤的輸入端焊接在徑向線漏波波導的輸出端上，法蘭盤的輸出端通過螺釘與天線罩連接固定。