[發明專利]一種高性能微波濺散板饋源天線

在審

• 申請號: 201810239255.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108281751A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 艾宇濤
• 申請（專利權）人: 陜西維薩特科技股份有限公司;王宏陽
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/50;H01Q13/00;H01Q15/14;H01Q15/16;H01Q19/19
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉振

本發明公開了一種高性能微波濺散板天線，包括：一個通過模具冷壓形成的碳纖維標準拋物面形成的分瓣便攜主反射器；一個沿主反射器軸線方向饋電分段連接的圓波導管；一個賦形的旋轉對稱的介質濺散板，該介質濺散板位于圓波導管上方；一個設置在介質濺散板底面并經由金屬薄片而形成的副反射器；一個將圓波導管和主反射器連接在一起的饋源連接波導。本發明的天線性能更加良好、輕便、美觀且成本低廉的高性能微波濺散板天線。

技術領域

本發明屬于微波天線設計與工藝技術領域，它特別涉及衛星通信系統中小口徑天線Q、Ka、Ku及X等頻段的濺散板天線設計與工藝。

技術背景

濺散板饋源天線屬于雙反射面后饋天線。相比傳統的卡塞格倫、格里高利天線和環焦天線，濺散板饋源天線具有主反射面不需賦形，只賦形支撐介質表面和副反射面，所以既能控制天線口面的幅度分布，又能控制相位分布，實現高增益、低旁瓣、低交叉極化的天線方向圖。并且濺散板饋源天線以介質作支撐，并以濺散板為副反射面，從而省去了支撐副反射面的支桿，消除支桿的遮擋，提高了天線效率，降低了天線方向圖旁瓣，因而在衛星通信、射電天文、微波通信和遙感系統等領域得到大量應用。

環焦、卡塞格倫、格里高利和拋物面天線也是常用反射面天線類型，然而在毫米波天線由于波長很短，因而對天線結構設計和加工技術有十分嚴格的要求(通常要求表面加工精度為λ/16，容許的機械公差僅為0.02mm)，所以環焦、卡塞格倫和拋物面天線相對于小口徑毫米波天線而言，會因為副反射面或者饋源的遮擋影響天線效率，并導致天線方向圖旁瓣提高和不對稱。而隨著通訊技術的不斷發展，為了方便使用需要更小的口徑，更高的增益，電氣性能更好的毫米波天線，濺散板拋物面天線更適用于小口徑天線，天線效率更高，方向圖性能更好。

目前的濺散板饋源天線主要問題是饋源開口輻射波導的終端匹配不理想，造成電壓駐波比較高。而且由于濺散板饋源天線的饋源多為光壁圓波導，這樣頻率升高時，波導開口處由于不連續性在波導內激勵并傳播有害的波導模式，影響天線的寬頻帶波瓣等化特性。現有解決辦法就是增加銷錐或者柱狀臺階匹配過渡，但也只能解決較窄的頻段匹配，無法解決如衛星通信中寬頻段收發甚至多頻段收發的問題。因此迫切需要發展新的設計與工藝技術來滿足這種需求。

發明內容

針對上述微波濺散板饋源天線存在的缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種性能更加良好、輕便、美觀且成本低廉的高性能微波濺散板饋源天線。

為了實現上述任務，本發明采用如下技術解決方案：

一種微波濺散板饋源天線，其特征在于，包括：

一個通過模具冷壓形成的碳纖維標準拋物面形成的分瓣便攜主反射器；

一個沿主反射器軸線方向饋電分段連接的圓波導管；

一個賦形的旋轉對稱的介質濺散板，該介質濺散板位于圓波導管上方；

一個在介質濺散板底面經由金屬薄片而形成的賦形的副反射器；

一個將圓波導管和主反射器連接在一起的饋源連接波導；

本發明的微波濺散板饋源天線，和現有的天線相比，帶來的技術效果是：

以介質作支撐并以附著在介質上的金屬薄片作為副反射器，從而省去了支桿，消除了支桿的遮擋，提高了天線效率。

饋源照射角以外的電磁波照射到介質內表面，部分地被反射到介質副反射面，經多次反射和折射后到達主面，從而提高了饋源的照射效率。

因為采用了副反射器和介質表面賦形的雙賦形技術，所以既能控制天線口面的幅度分布又能控制相位分布。這樣，就可以采用優化的口面場分布實現預期的輻射場。例如可降低天線旁瓣和背瓣的電平。