一种宽带介质加载的天线单元.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102931491102931491B(45)授权公告日2014.08.27(21)申请号201210455328.3CN101496279A,2009.07.29,(22)申请日2012.11.13审查员敖杰峰(73)专利权人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人许鼎王正鹏李志平武建华(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人成金玉贾玉忠(51)Int.Cl.H01Q13/08(2006.01)H01Q13/20(2006.01)(56)对比文件CN101752667A,2010.06.23,权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种宽带介质加载的天线单元(57)摘要一种宽带介质加载的天线单元，包括：微带支撑底板、接触金属三角脊部分、过渡脊部分、金属波导、填充介质部分、探出金属波导口的方形介质和圆柱形介质、梯形变换单元和填充介质矩形波导；微带馈电网络中的微带线印制于微带支撑底板上，微带线通过接触金属三角脊部分将微带支撑底板上的微带线的电磁波过渡到脊波导内模式，再经过过渡脊部分过渡到填充介质矩形波导；再通过梯形变换单元将填充介质矩形波导过渡到填充介质部分,所述填充介质部分充满金属波导内部全部空间；最后依次通过方形介质及圆柱形介质探出，提供金属波导到空气的阻抗匹配，将电磁波发射到自由空间中。本发明可应用于高温多粉尘环境下，满足了工作于高炉内成像阵列雷达需求。CN102931491BCN102934BCN102931491B权利要求书1/1页1.一种宽带介质加载的天线单元，其特征在于包括：微带支撑底板(1)、接触金属三角脊部分(2)、过渡脊部分(3)、金属波导(5)、填充介质部分(6)、探出金属波导口的方形介质(7)和圆柱形介质(8)、梯形变换单元(9)和填充介质矩形波导(10)；微带馈电网络中的微带线印制于微带支撑底板(1)上，微带线通过接触金属三角脊部分(2)将微带支撑底板上的微带线的电磁波过渡到脊波导内模式，再经过过渡脊部分(3)过渡到填充介质矩形波导(10)；再通过梯形变换单元(9)将填充介质矩形波导(10)过渡到填充介质部分(6),所述填充介质部分(6)充满金属波导(5)内部全部空间；最后依次通过方形介质(7)及圆柱形介质(8)探出，提供金属波导到空气的阻抗匹配，将电磁波发射到自由空间中。2.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述填充介质部分(6)的口径为13mm-16mm之间。3.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述金属波导(5)的内口径为14mm，外口径为18mm。4.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述接触金属三角脊部分(2)与微带线之间接触位置距离过渡脊部分(3)起始位置长度为2-2.5mm。5.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述过渡脊部分(3)采用切比雪夫阶梯过渡或者指数曲线过渡；所述切比雪夫阶梯过渡时阶梯级数为3-6级。6.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述填充介质(6)在外界温度为200度内时，填充PTFE介质；如果在200-260度，填充PEEK介质材料。7.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述金属波导(5)采用铝或铜材料。8.根据权利要求1所述的宽带介质加载的天线单元，其特征在于：所述金属波导(5)的壳体结构为方形结构，方形结构内部开散热孔(4)，能够通过散热孔(4)添加循环冷却液或者冷却气体进行散热，使所述天线单元工作在100-260度的高温多粉尘环境下。2CN102931491B说明书1/4页一种宽带介质加载的天线单元技术领域[0001]本发明涉及一种宽带介质加载的天线单元，特别是一种可工作在高温多粉尘环境下的X波段介质加载天线单元，可使用多个此类单元天线组成工作在恶劣条件下的相控阵天线阵列或者是数字扫描波束阵列，特别是工作在高炉或者高温反应炉体内的雷达天线阵列。背景技术[0002]工业现场的高炉内料面的监测在钢铁生产中非常重要，通过料面的观测一方面可以了解到高炉内的炉料的分布情况从而生产人员可以根据料面的分布对下一次的布料进行针对性的控制用来提高生产效率；另一方面，当高炉内料面分布发生异常情况时，现场操作人员可以立即做出相应的处理措施，保障生产的顺利进行，避免发生安全事故。[0003]目前常用的料面测量方法有机械探尺测量法，间接料面判断法，高炉视频监控系统，红外成像技术，激光扫描测量法，微波雷达料面测量技术。下面将这些测量方法优缺点进行描述：[0004]机械探尺法