高功率低轮廓螺旋天线及其构成的天线阵列.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CN107069190A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710110996.5(22)申请日2017.02.28(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人张健穹刘庆想李相强王邦继(74)专利代理机构成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227代理人李顺德(51)Int.Cl.H01Q1/36(2006.01)H01Q21/00(2006.01)H01Q19/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称高功率低轮廓螺旋天线及其构成的天线阵列(57)摘要本发明涉及高功率微波技术领域。本发明公开了一种高功率低轮廓螺旋天线，包括同轴波导，反射背腔，螺旋体和匹配球体，所述同轴波导的内导体顶端与匹配球体连接，所述匹配球体与螺旋体连接，所述螺旋体上升方向指向内导体延长线方向，所述同轴波导的外导体与反射背腔连接，所述反射背腔置于同轴波导外导体的顶端，所述反射背腔直径＞同轴波导外径，所述螺旋体至少部分置于反射背腔内。本发明同时公开了一种高功率低轮廓螺旋天线阵列，由N个螺旋天线排列成阵列构成，N≥2。本发明的高功率低轮廓螺旋天线具有反射小、功率容量高、轴向尺寸短的特点，非常适合天线阵列组阵。CN107069190ACN107069190A权利要求书1/1页1.高功率低轮廓螺旋天线，其特征在于，包括同轴波导(1)，反射背腔(2)，螺旋体(3)和匹配球体(4)，所述同轴波导(1)的内导体(10)顶端与匹配球体(4)连接，所述匹配球体(4)与螺旋体(3)连接，所述螺旋体(3)上升方向指向内导体(10)延长线方向，所述同轴波导(1)的外导体(11)与反射背腔(2)连接，所述反射背腔(2)置于同轴波导(1)外导体(11)的顶端，所述反射背腔(2)直径＞同轴波导(1)外径，所述螺旋体(3)至少部分置于反射背腔(2)内。2.根据权利要求1所述的高功率低轮廓螺旋天线，其特征在于，所述同轴波导(1)的内导体(10)和螺旋体(3)分别连接在匹配球体(4)两条正交的直径上，且同轴波导(1)的内导体(10)轴线与匹配球体(4)直径重合。3.根据权利要求1所述的高功率低轮廓螺旋天线，其特征在于，所述螺旋体(3)由两段线径相等，旋向相同，旋转半径不同的螺旋线连接构成。4.根据权利要求3所述的高功率低轮廓螺旋天线，其特征在于，所述螺旋线直径与同轴波导(1)的内导体(10)直径相等，所述匹配球体(4)直径≥所述螺旋线直径。5.根据权利要求4所述的高功率低轮廓螺旋天线，其特征在于，所述螺旋线匝数为0.8，螺旋升角为4.5°。6.根据权利要求1所述的高功率低轮廓螺旋天线，其特征在于，所述螺旋体(3)和/或匹配球体(4)为空芯结构。7.高功率低轮廓螺旋天线阵列，由N个上述任意一项权利要求所述的螺旋天线排列成阵列构成，N≥2。8.根据权利要求7所述的高功率低轮廓螺旋天线阵列，其特征在于，所述阵列为矩形阵列。9.根据权利要求8所述的高功率低轮廓螺旋天线阵列，其特征在于，所述阵列由i行j列构成，同一列上的螺旋天线分别位于相间各行，i×j＝N。10.根据权利要求7所述的高功率低轮廓螺旋天线阵列，其特征在于，所述阵列为环形阵列。2CN107069190A说明书1/4页高功率低轮廓螺旋天线及其构成的天线阵列技术领域[0001]本发明涉及高功率微波技术领域，特别是高功率微波辐射领域，具体涉及一种新型高功率低轮廓螺旋天线。背景技术[0002]近年来，高功率微波辐射技术发展迅速，由于阵列天线易于实现天线的高增益、高效率、高功率和圆极化辐射等而受到广泛重视。高功率径向线阵列是一种适用于高功率应用的新型辐射天线，现已有高功率圆阵[李相强；赵柳；陈晓波.GW级高功率径向线螺旋阵列天线,西南交通大学学报，2009]、矩形栅格高功率矩形阵[马睿，刘庆想，李相强.64单元矩形径向线阵列天线馈电网络的设计,强激光与粒子束，2011]和三角形栅格高功率矩形阵[马睿，刘庆想，李相强.64单元矩形径向线阵列天线馈电网络的设计,强激光与粒子束，2013]等多种阵列布局结构。为了实现阵列天线的圆极化，高功率径向线阵列天线均采用螺旋天线作为单元天线。[0003]螺旋天线应用广泛，其形式有很多种。最早由美国科学家JohnDKraus在实验中发现其可在轴向辐射圆极化波，之后学者们根据实际应用需求的不同，提出了多种不同类型和结构的螺旋天线，例如根据螺旋天线绕成的形状不同，可将螺旋天线分为圆柱形螺旋天线、圆锥形螺旋天线、平面螺旋天线等。圆柱形螺旋天线[JohnDKraus.50-OHMINPUTIMPEDANCEFORHELICALBEAMANTENNAS.IEEE