波导结构的超宽圆极化波束天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102646870A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102646870A(43)申请公布日2012.08.22(21)申请号201210011254.4(22)申请日2012.01.15(71)申请人中国电子科技集团公司第十研究所地址610036四川省成都市金牛区外西茶店子营康西路85号(72)发明人段恒毅蒋宇志(74)专利代理机构成飞(集团)公司专利中心51121代理人郭纯武(51)Int.Cl.H01Q3/24(2006.01)H01Q1/36(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称波导结构的超宽圆极化波束天线(57)摘要本发明提出的一种波导结构的圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化导行波的柱形波导结构，在所述波导结构的波导辐射口附近设有一个将波导辐射波向外部空间宽角域扩散的波束扩展机构，所述波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口外沿的金属衬环（3）以及通过一个绝缘介质支撑物（4）支撑在所述波导辐射口（6）正上方的金属圆盘（5）。本发明利用波导辐射口（6）上方尺寸适当的圆形金属盘配合波导辐射口（6）周边的金属衬环，可使天线前向辐射的圆极化波瓣宽度达到140°以上，从而解决了波导结构形式的天线扩展波束宽度上的困难。CN1026487ACN102646870A权利要求书1/1页1.一种波导结构的圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化波的柱形波导结构，其特征在于，在所述波导结构的波导辐射口附近设有一个将波导辐射波束向外部空间宽角域扩散的波束扩展机构，所述波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口外沿的金属衬环（3）以及通过一个绝缘介质支撑物（4）支撑在所述波导辐射口（6）正上方的金属圆盘（5）。2.按权利要求1所述的波导结构的超宽圆极化波束天线，其特征在于：所述波导结构是一个能够把下端波导馈电端口（2）馈入的线极化模式的电磁波转换成圆极化波模式的波导圆极化器（1）。3.按权利要求1所述的波导结构的超宽圆极化波束天线，其特征在于：金属圆盘（5）在波导口上方的位置以及自身的尺寸大小是能将波导开口辐射出来的圆极化电磁波向四周散射开来的。4.按权利要求1所述的波导结构的超宽圆极化波束天线，其特征在于：波导口周边的金属衬环（3）的尺寸需要和金属圆盘（5）的尺寸相配合，以得到空间宽角域的波束分布。5.按权利要求1所述的波导结构的超宽圆极化波束天线，其特征在于：用于支撑金属圆盘（5）的支撑机构（4）是用一个对电磁波影响较小的绝缘介质构成的，它立足在金属衬盘（3）上。2CN102646870A说明书1/2页波导结构的超宽圆极化波束天线技术领域[0001]本发明涉及一种波导结构的圆极化超宽波束天线，特别适用于象毫米波这类高频段波导结构形式的天线获得超宽角域范围内的波束覆盖。背景技术[0002]在一些点对多点或点对宽角域范围内移动目标的通信应用场景中，需要天线具有宽空域角覆盖的方向图，目前虽有一些天线形式能够得到极宽的前向辐射波束，如四臂螺旋天线、微带介质天线、折尾十字振子天线等。但是这类天线由于都呈现线天线的结构形式，因此当其用于如象毫米波这样的高频段时，会因其结构尺寸微小，带来自身结构强度差的问题，同时由于天线结构细小，公差要求高，不仅研制成本高、生产的一致性也不容保证，导致产品的产成品率降低。在电气性能上，天线的结构细小还会增大电磁波在天线上的损耗，使天线的辐射效率下降，因此天线设计师面对高频段天线进行设计时常常会倾向于选取那些具有波导结构的天线形式。然而波导结构的天线口径面受波导最小截止尺寸的限制，并不能随意缩小，这就为波导结构天线扩展波束宽度带来了困难。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种能够用波导结构实现宽角辐射的圆极化波束的天线形式，以解决波导结构天线获得宽波束的问题。[0004]本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种波导结构的圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化波的柱形波导结构（圆形或正方形截面），其特征在于，在所述波导结构的波导辐射口附近，设有一个将波导辐射波向外空间宽角域范围扩散的波束扩展机构，所述波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口6周边附近的金属衬环3和通过一个绝缘介质支撑物4支撑在所述波导辐射口6正上方的金属圆盘5。[0005]本发明的有益效果是：本发明通过具有形成圆极化波的波导结构，利用放置在波导辐射口附近的波束扩展机构，对波导辐射口辐射出来的电磁波进行适当散射和反射，以获得波导口前面极宽空间角域范围内的辐射波束方向图。利用本发明的波束扩展机构，可使波导天线前向辐射的圆极化波瓣宽度达到140°以上，从而解决波导结构天线波束宽度较窄的问题。[0006]本发明适用于高频段工作的具有波导结构形式的天线。附图说明[