一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113823915A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202111002727.X(22)申请日2021.08.30(71)申请人中国科学院国家空间科学中心地址100190北京市海淀区中关村南二条1号(72)发明人刘广黄莹珠朱迪徐国庆石彬马静(74)专利代理机构北京方安思达知识产权代理有限公司11472代理人陈琳琳王蔚(51)Int.Cl.H01Q13/02(2006.01)H01Q5/25(2015.01)H01Q5/55(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源及其制备方法(57)摘要本发明提供一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源，所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源为一体馈源，并且其内壁是光滑的；所述光壁喇叭馈源采用电铸工艺制作方法制作；制作过程包括：步骤1)为所述输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数设定初始值；步骤2)采用模式匹配方法计算光壁喇叭馈源的驻波值；步骤3)采用梯度下降方法对光壁喇叭馈源的尺寸进行优化；步骤4)采用机加工艺加工铝制阳模内芯；步骤5)在阳模内芯的表面电铸3‑6mm的金属铜；步骤6)将铝制阳模内芯熔解脱模，得到太赫兹超宽带光壁喇叭馈源；本发明具有易于加工、加工成本低的优点，有利于其在太赫兹领域的推广和应用。并且其中心工作带宽可达93.9％，是目前带宽最宽的光壁喇叭馈源。CN113823915ACN113823915A权利要求书1/1页1.一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源，所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源从左至右依次包括：输入段、张开段、移相段和辐射段，其特征在于，所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源为一体馈源，并且其内壁是光滑的。2.一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源的制备方法，其特征在于，所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源从左至右依次包括：输入段、张开段、移相段和辐射段，所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源为一体馈源，并且其内壁是光滑的；所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源采用电铸工艺制作方法制作，其制作过程具体包括：步骤1)为所述输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数设定初始值；所述输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数包括：输入段圆柱的直径(d1)，张开段的长度(l1)，张开段末端的直径(d2)，移相段的长度(l2)，辐射段的长度(l3)，辐射段末端的直径(d3)；步骤2)基于所述输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数的初始值，采用模式匹配方法计算所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源的驻波值；其中，所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源的驻波函数VSWR＝f(d1,l1,d2,l2,d3,l3)；目标函数为f(d1,l1,d2,l2,d3,l3)＜1.1；步骤3)通过梯度下降法为所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源进行尺寸优化，得到所述输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数的最优值；具体过程包括：在每个所述初始值周围随机搜索一个新的值，使所述目标函数的导数小于0；进行多次迭代，使目标函数的导数接近0，并得到输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数的最优值；步骤4)基于步骤3)中所得所述输入段、张开段、移相段和辐射段的尺寸参数的最优值，采用机加工艺加工铝制阳模内芯；步骤5)在所述阳模内芯的表面电铸3‑6mm的金属铜；步骤6)将步骤3)中所得铸件放入氢氧化钠溶液中，使得铝制阳模内芯熔解脱模，得到太赫兹超宽带光壁喇叭馈源腔体。3.根据权利要求2所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源的制备方法，其特征在于，所述步骤2)采用模式匹配方法计算初始值情况下所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源的驻波值；具体计算过程包括：电磁场通过所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源每一段截面的区域内的麦克斯韦方程本征模进行加权和表达；通过电磁场展开式在不连续平面匹配，得到广义散射矩阵；通过求解所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源每一段的广义散射矩阵，得到其驻波性能；通过上述计算，得到在70～207GHz范围内的驻波小于1.2。4.根据权利要求2所述太赫兹超宽带光壁喇叭馈源的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，阳模内芯与馈源腔体结构相反。2CN113823915A说明书1/4页一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源及其制备方法技术领域[0001]本发明属于天线技术领域，具体涉及一种太赫兹超宽带光壁喇叭馈源及其制备方法。背景技术[0002]太赫兹喇叭馈源通常作为太赫兹反射面天线系统的照射装置，一般应用于微波遥感，太赫兹制导和6G无线通信领域。[0003]由于波纹喇叭馈源的工作频带宽，辐射方向图圆对称性好，交叉极化低，可以广泛应用于太赫兹遥感，太赫兹安检，太赫兹制导等领域。专利CN108963462A公开了一种太赫兹波纹馈源喇叭制造方法，其制造原理为将馈源喇叭难以加工的三维环形内腔齿槽微结构转化为