[發(fā)明專利]一種基于復合型xp

在審

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• 申請日: 2023-05-16
• 公開（公告）號: CN116598755A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 姜文;韓雅鑫;洪濤;高雨辰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q13/02;H01Q5/28
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種基于復合型xsupgt;p/supgt;脊的寬頻帶探頭喇叭天線，包括矩形脊波導結構、開放輻射邊界結構和復合脊結構，矩形脊波導結構為雙脊波導，開放輻射邊界結構為對稱的平板，分別連接于矩形脊波導結構的寬壁端面，兩個復合脊結構分別設置在開放輻射邊界結構的相對面上并與矩形脊波導結構的雙脊端面連接；兩個復合脊結構對稱，復合脊結構所在的面為yoz平面，以矩形脊波導結構的中心點為坐標軸原點，以探頭喇叭天線輻射所指方向即輻射方向為z向，建立坐標系，兩個復合脊結構的相對邊定義為脊邊，脊邊滿足數(shù)學形式上的連續(xù)，使得復合脊結構構成復合型xsupgt;p/supgt;脊，即脊邊靠近矩形脊波導結構的部分為xsupgt;p/supgt;曲線，遠離矩形脊波導結構的部分為圓弧過渡曲線。

技術領域

本發(fā)明屬于天線技術領域，涉及應用于天線遠場測試系統(tǒng)的探頭喇叭天線，特別涉及一種基于復合型x^p脊的寬頻帶探頭喇叭天線。

背景技術

在天線測試系統(tǒng)當中，遠場測量技術是出現(xiàn)最早的技術之一。遠場測量技術是通過利用一個應用遠場的標準探頭測試天線放在待測天線距離2D²/λ處，(D為待測天線的輻射口徑尺寸，λ為待測天線的工作波長)，直接測量出相應的遠場輻射特性。因此，遠場測量技術被廣泛應用在天線測量領域。

探頭喇叭天線作為遠場測量系統(tǒng)中的重要組成部分，它的性能優(yōu)劣將直接影響到整個測量系統(tǒng)的效率。期望的探頭喇叭天線應該可以提供一個較寬的工作帶寬，同時擁有較低的電壓駐波比，能夠在工作帶寬內提供良好的輻射方向圖的對稱性以及相應的主瓣特性，提升天線測試系統(tǒng)的工作效率。

目前，加載脊結構的探頭喇叭天線是遠場測量系統(tǒng)中常用的形式結構，早在2005年，Botello等學者基于指數(shù)型曲線結構設計了一款工作在1GHz～14GHz的雙脊探頭喇叭天線，但是在高頻12GHz處輻射方向圖出現(xiàn)了馬鞍狀，出現(xiàn)了嚴重的裂瓣現(xiàn)象；隨后Abbas-Azimi等人通過對上述脊結構末端進行圓弧結構加載，不僅實現(xiàn)了1GHz～18GHz較寬的工作帶寬，同時在高頻段也有著較為良好的輻射特性。雖然上述二者的研究對探頭喇叭天線的帶寬進行了展寬，但是現(xiàn)如今隨著無線通信技術的快速發(fā)展，對超寬帶天線的研究逐漸成為了熱點。尤其像雷達探測、電磁兼容測試等領域對探頭喇叭天線要求具備更寬的帶寬特性。

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于復合型x^p脊的寬頻帶探頭喇叭天線，主要解決現(xiàn)有探頭喇叭天線帶寬較窄和高頻段輻射特性惡化等問題，從提升探頭喇叭天線的整體性能的角度去提升整個遠場測試系統(tǒng)的測試性能。所設計的探頭喇叭天線的工作頻率范圍為1GHz～27GHz，電壓駐波比在2.5以下，同時實現(xiàn)了穩(wěn)定的增益，以及良好的輻射方向圖的定向性與主瓣特性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種基于復合型x^p脊的寬頻帶探頭喇叭天線，包括矩形脊波導結構、開放輻射邊界結構和復合脊結構，所述矩形脊波導結構為雙脊波導，所述開放輻射邊界結構為對稱的平板，分別連接于矩形脊波導結構的寬壁端面，兩個復合脊結構分別設置在開放輻射邊界結構的相對面上并與矩形脊波導結構的雙脊端面連接；兩個復合脊結構對稱，復合脊結構所在的面為yoz平面，以矩形脊波導結構的中心點為坐標軸原點，以探頭喇叭天線輻射所指方向即輻射方向為z向，建立坐標系，所述兩個復合脊結構的相對邊定義為脊邊，脊邊滿足數(shù)學形式上的連續(xù)，使得所述復合脊結構構成復合型x^p脊，即脊邊靠近矩形脊波導結構的部分為x^p曲線，遠離矩形脊波導結構的部分為圓弧過渡曲線，其中p為常數(shù)，用于調整所述脊邊靠近口面處的曲率。

在一個實施例中，所述復合脊結構為平板結構，其一側邊與開放輻射邊界結構連接，底邊與矩形脊波導結構的雙脊端面連接，其余邊平滑過渡，定義為脊邊；所述x^p曲線以及圓弧過渡曲線的函數(shù)形式如下：