[發明專利]一種高功率微波用正饋卡塞格倫天線

有效

• 申請號: 202110395293.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113131210B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 朱曉欣;蘇建倉;滕雁;李小澤;譚維兵;崔新紅;楊德文
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q1/12;H01Q19/19
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王智紅

本發明屬高功率微波傳輸與發射技術領域，提供一種高功率微波用正饋卡塞格倫天線,由主反射面、副反射面、饋源、介質錐形筒組成，介質錐形筒放置于饋源和副反射面之間，為圓錐筒狀結構，介質錐形筒利用法蘭分別與饋源的饋源口面法蘭及副反射面的外沿法蘭連接，且法蘭上刻密封槽放置密封圈密封，確保饋源及副反射面工作在真空環境中，采用介質錐形筒實現電磁波正常透射，同時實現饋源與副反射面與外界大氣真空隔離。采用這種結構，饋源口面不再作為真空與大氣分界面，因此不需要通過增大饋源口面面積來降低口面場強，本發明的饋源的口面面積可以減小，同時減小饋源縱向尺寸以及饋源與副反射面之間的距離。利用常規(低功率傳輸用)卡塞格倫天線就能夠傳輸高功率微波，天線功率容量提高30％，天線縱向總長度減少20％。

技術領域

本發明屬高功率微波傳輸與發射技術領域，涉及一種高功率微波用正饋卡塞格倫天線。

背景技術

國內常用的高功率微波發射系統一般為三鏡制波束波導正饋卡塞格倫天線或是饋源饋電正饋卡塞格倫天線。

高功率微波產生器為真空器件，需要在真空環境下工作。三鏡制波束波導正饋卡塞格倫天線作為微波傳輸與發射機構，連接在高功率微波產生器后。波束波導一面與高功率產生器連接，處在真空環境下。一面與大氣連接，用介質窗作為這兩部分區域的分割結構。介質窗是三鏡制波束波導正饋卡塞格倫天線功率容量的瓶頸。為了提高三鏡制波束波導正饋卡塞格倫天線的功率容量，波束波導直徑一般較大，從而增大介質窗口面面積，降低波束波導真空與大氣分割處介質窗表面場強，提高功率容量。有時，為了更進一步提高功率容量，在波束波導內還會充填SF₆氣體，還需介質窗隔離大氣和SF₆氣體，這種介質窗也是高功率容量的薄弱點。這些都會造成系統體積龐大，結構復雜，維護困難。

對于饋源饋電正饋卡塞格倫天線，高功率微波系統產生的高功率微波需要通過饋源輻射出去。饋源內部為真空環境，饋源外部為大氣環境，必然在饋源口面處有介質窗口來滿足這一環境界面的轉換，而介質窗的真空側存在功率容量問題，需要通過增大饋源口面直徑提高饋源功率容量。

通過波束波導發射的高功率微波在傳輸與發射過程中，高功率微波不可避免的會發散。由于電磁波在傳輸過程中會發散，為了盡可能多的截獲波束波導發射的信號功率，卡塞格倫天線的副反射面直徑一般會比波束波導的直徑更大，這就導致主反射面的被遮擋面積加大，降低主發射面的發射效率，同時也造成卡塞格倫天線功率泄露增多。饋源饋電正饋卡塞格倫天線的問題是，隨著饋源口面增大，為了勻化饋源表面場強，饋源縱向尺寸較長，并且饋源與副反射面之間的間距也較大。造成饋源饋電正饋卡塞格倫天線結構大，不利于高功率微波系統緊湊化，小型化。

發明內容

本發明目的是提出一種高功率微波用正饋卡塞格倫天線，解決了高功率微波用正饋卡塞格倫天線的功率容量不足及結構不緊湊，不利于小型化的技術問題。

為達到上述目的，解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：一種高功率微波用正饋卡塞格倫天線，包括主反射面1、副反射面2、饋源3、介質錐形筒4；

主反射面1為良導體金屬材質的旋轉拋物面，與天線底座5連接，用于確保主反射面1電性能；

副反射面2為良導體金屬材質旋轉雙曲面，副反射面2的一個焦點與主反射面1的焦點重合，由主反射面1伸出的支撐結構相連接，以減小對主反射面1的遮擋，提高天線效率；

饋源3的安裝位置是確保饋源3的相位中心與副反射面2的另一個焦點重合，饋源3的一端連接介質錐形筒4，饋源3的另一端連接微波源輸出波導；

介質錐形筒4放置于饋源3和副反射面2之間，為圓錐筒狀結構，介質錐形筒4利用法蘭分別與饋源3的饋源口面法蘭及副反射面2的外沿法蘭連接，且法蘭上刻密封槽放置密封圈密封，確保饋源3及副反射面2工作在真空環境中，采用介質錐形筒實現電磁波正常透射，同時實現饋源3與副反射面2與外界大氣真空隔離。