CN201503918U - 一种恒定波束的喇叭天线 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种恒定波束的喇叭天线，包括喇叭辐射器、喇叭激励段，喇叭辐射器与喇叭激励段相连；喇叭辐射器由喇叭扇形面组成，喇叭扇形面为喇叭辐射器引入了圆柱形口径面，扇形面张角约等于两倍的波束宽度，扇形面半径远大于半波长和扇形面张角的比值，在喇叭E面有约1°～2°的张角；喇叭激励段包括过渡脊、同轴线外导体、同轴线内导体、矩形波导、后腔，过渡脊一端连接同轴线，使其主模阻抗为50Ω左右，同轴线外导体连接在过渡脊的宽边上，同轴线内导体连接在相对的两个过渡脊上以利匹配，同轴线内导体设计在紧靠过渡脊末端的地方；过渡脊另一端连接矩形波导，过渡脊横截面尺寸逐渐变大，激励端和短路面之间的波导形成空腔。

Description

一种恒定波束的喇叭天线
技术领域
本实用新型涉及一种恒定波束的喇叭天线，属于微波技术领域。
背景技术
喇叭天线是一种常用的天线形式，在各种体制的雷达、射频仿真、电子对抗、以及通信中都有应用。喇叭天线的用途有两个方面，一是作为独立天线使用，称为喇叭天线；二是用它照射不同形式的反射面或透镜，称为馈源喇叭或馈源。
一般来说，普通喇叭天线的波束宽度随频率的增加而变窄，波束宽度和频率近似成反比例关系。随着技术的发展结合使用环境的不同，对喇叭天线要求越来越高，带宽越来越宽，而且在工作带宽内，要求天线的波束宽度，增益，副瓣电平等变化要小。例如，采用比幅方法的宽带测向接收机就要求多个接收喇叭天线有恒定的波束宽度波束宽度。目前实现恒定波束喇叭天线的方法，大多采用大张角波纹喇叭，其在1∶2.5带宽内可以做到波束宽度相对变化不超过±20％，不适合精度要求较高的测向***。
实用新型内容
1、所要解决的技术问题：
针对以上不足本实用新型提供了一种在8GHz～18GHz喇叭天线在其工作带宽内波束宽度相对恒定的可实现性，同时保证天线的其他性能指标，减少制造成本的一种恒定波束的喇叭天线。
2、技术方案：
本实用新型包括喇叭辐射器、喇叭激励段，喇叭辐射器与喇叭激励段相连；喇叭辐射器由喇叭扇形面组成，喇叭扇形面为喇叭辐射器引入了圆柱形口径面，扇形面张角约等于两倍的波束宽度，扇形面半径远大于半波长和扇形面张角的比值，在喇叭E面有约1°～2°的张角；喇叭激励段包括过渡脊、同轴线外导体、同轴线内导体、矩形波导、后腔，过渡脊一端连接同轴线，使其主模阻抗为50Ω左右，同轴线外导体连接在过渡脊的宽边上，同轴线内导体连接在相对的两个过渡脊上，同轴线内导体设计在紧靠过渡脊末端的地方；过渡脊另一端连接矩形波导，过渡脊横截面尺寸逐渐变大，激励端和短路面之间的波导形成空腔。过渡脊采用指数渐变形式的双脊波导。
3、有益效果：
本实用新型的喇叭天线在较宽的工作带宽内(1∶2.5带宽)的波束宽度恒定，相对变化在±5％以内，且结构简单，加工方便。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的喇叭辐射器结构示意图；
图3为本实用新型的喇叭激励段(宽带同轴-波导变换器)结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步描述。
如图1所示，本实用新型包括喇叭辐射器1、喇叭激励段2(宽带同轴-波导变换器)。喇叭辐射器1与喇叭激励段2相连。
如图2所示，21为喇叭扇形面、22为扇形面张角、23为扇形面半径、24为喇叭E面张角；喇叭辐射器由喇叭扇形面21组成，喇叭扇形面21为喇叭辐射器引入了圆柱形口径面25，可以使不同波长的辐射波有同样的辐射波前，达到波束宽度恒定的目的。扇形面张角22约等于两倍的波束宽度，扇形面半径23远大于半波长和扇形面张角的比值，在喇叭E面24有约1°～2°的张角。
如图3所示，31为过渡脊、32为同轴线外导体、33为同轴线内导体、34为矩形波导、35为后腔。喇叭激励段2包括过渡脊31、同轴线外导体32、同轴线内导体33、矩形波导34、后腔35；过渡脊31采用指数渐变形式的双脊波导，过渡脊31一端连接同轴线，使其主模阻抗为50Ω左右，同轴线外导体32连接在过渡脊31的宽边上，同轴线内导体33(探针)连接在相对的两个过渡脊31上以利匹配，同轴线内导体33距过渡脊31末端越近，天线的驻波比性能越好，因此把同轴线内导体33设计在紧靠过渡脊31末端的地方；过渡脊31另一端连接矩形波导34，为了改善激励段到喇叭辐射段的匹配，让过渡脊31横截面尺寸逐渐变大，激励端和短路面之间的波导形成空腔35。
本实施例中(如图3所示)，扇形张角为48°，E面张角为2°，HFSS中仿真的结果为：8GHz~18GHz频段内，天线的H面波束宽度为22.5°±5％，输入驻波比＜2，副瓣电平＜15dB。

Claims (2)

1.一种恒定波束的喇叭天线，其特征在于：包括喇叭辐射器(1)、喇叭激励段(2)，喇叭辐射器(1)与喇叭激励段.(2)相连；喇叭辐射器由喇叭扇形面(21)组成，喇叭扇形面(21)为喇叭辐射器(1)引入了圆柱形口径面(25)，扇形面张角(22)约等于两倍的波束宽度，扇形面半径(23)远大于半波长和扇形面张角的比值，在喇叭E面(24)有约1°～2°的张角；喇叭激励段(2)包括过渡脊(31)、同轴线外导体(32)、同轴线内导体(33)、矩形波导(34)、后腔(35)，过渡脊(31)一端连接同轴线，使其主模阻抗为50Ω左右，同轴线外导体(32)连接在过渡脊(31)的宽边上，同轴线内导体(33)连接在相对的两个过渡脊(31)上，同轴线内导体(33)设计在紧靠过渡脊(31)末端的地方；过渡脊(31)另一端连接矩形波导(34)，过渡脊(31)横截面尺寸逐渐变大，激励端和短路面之间的波导形成空腔(35)。
2.根据权利要求1所述的一种恒定波束的喇叭天线，其特征在于：过渡脊(31)采用指数渐变形式的双脊波导。
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