一种基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115954676A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310116636.1(22)申请日2023.02.15(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人洪涛王俊龙姜文胡伟(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215专利代理师段俊涛(51)Int.Cl.H01Q13/02(2006.01)H01Q1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称一种基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线(57)摘要本发明一种基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，包括自下而上设置的矩形波导、矩‑圆转换结构、圆波导和波纹结构；矩形波导上设置有波导同轴转换结构；圆波导的内壁加载有波纹脊结构，波纹脊结构由若干轴向的波纹脊组成，每个波纹脊上朝向圆波导中心的一面均开有横向槽。本发明将波纹脊加载在圆波导的内壁上，且在上面开有横向的圆弧槽结构，起到优化交叉极化鉴别度的作用，且对馈源喇叭天线的E面和H面方向图的拟合度也有一定改善；本发明采用轴向波纹的波纹结构，并对波纹进行了曲线赋形，使得馈源喇叭天线可以产生一个稳定的增益，同时保持良好的辐射特性。本发明具有稳定增益，高交叉极化鉴别度以及稳定的半功率波瓣宽度的优点。CN115954676ACN115954676A权利要求书1/2页1.一种基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，包括自下而上依次设置的矩形波导(2)、矩‑圆转换结构(3)、圆波导(5)和波纹结构(7)；所述矩形波导(2)上设置有波导同轴转换结构(1)；所述圆波导(5)的内壁加载有波纹脊结构(6)，所述波纹脊结构(6)由若干轴向的波纹脊(61)组成，每个所述波纹脊(61)上朝向所述圆波导(5)中心的一面均开有横向槽。2.根据权利要求1所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，所述波导同轴转换结构(1)由采用SMA接头连接的同轴电缆馈电接头(11)和调谐孔(12)构成，所述同轴电缆馈电接头(11)的内芯(111)由加粗段和未加粗段两段构成，其中加粗段为内芯(111)的末端，置于矩形波导(2)内，所述调谐孔(12)开设在矩形波导(2)的侧壁，其高度与矩形波导(2)的壁厚度一致，所述未加粗段沿调谐孔(12)向外伸出矩形波导(2)；所述调谐孔(12)用于改善馈源喇叭天线的电匹配。3.根据权利要求2所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，所述内芯(111)的加粗段的长度为I1，0mm＜I1＜3.9mm，用来改善12GHz～18GHz工作频率范围内的低频处的匹配，所述矩形波导(2)内部的四个直角侧边作有圆角结构，圆角半径大于0.2mm。4.根据权利要求1所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，所述矩‑圆转换结构(3)为沿轴向的阶梯型形状，自下而上，由N级宽边不变窄边递增的矩形波导构成，用于矩形波导(2)与圆波导(5)之间的连接过渡；所述宽边，是指沿矩形波导(2)的口面的宽边方向，所述窄边，是指沿矩形波导(2)的口面的窄边方向。5.根据权利要求4所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，矩‑圆转换结构(3)的阶数N由馈电段的矩形波导(2)和圆波导(5)的特性阻抗以及最大电压驻波比决定，用下式表示：式中，K是矩形波导(2)与圆波导(5)的阻抗比，ρmax是最大电压驻波比。6.根据权利要求4所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，所述N＝5，即所述矩‑圆转换结构(3)由五级矩形波导构成，自下而上依次为第一级阶梯至第五级阶梯，所述矩‑圆转换结构(3)与所述圆波导(5)之间通过矩‑圆连接盘结构(4)连接，所述矩圆连接盘结构(4)为开有圆角矩形通孔的圆盘结构，通孔矩形尺寸与第五级阶梯一致，圆角的半径与圆波导(5)内径一致。7.根据权利要求6所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，各级阶梯的宽边长度与矩形波导(2)口面的宽边长度一致，为16.4mm，窄边长度自下而上依次为b1、b2、b3、b4、b5，且满足如下关系：所述矩‑圆转换结构(3)中，第一级阶梯到第五级阶梯的轴向长度，即沿z轴的长度，依次为l1、l2、l3、l4、l5，其中l1～l4为工作频带中心频率对应的波导波长的1/4，l5为所述波导波长的1/4减去矩圆连接盘结构(4)的厚度；五级阶梯内部的所有直角侧边均有圆角结构，2CN115954676A权利要求书2/2页圆角半径与矩形波导(2)内的圆角保持一致。8.根据权利要求1所述基于横向槽波纹脊结构的稳定波束馈源喇叭天线，其特征在于，所述波纹脊(61)的数量为四个，