一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及到一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，主要應(yīng)用于近距離點(diǎn)對點(diǎn)微波通訊、近距離雷達(dá)測距等領(lǐng)域中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在微波通信工程應(yīng)用中，微波通信站的天線設(shè)備一般都采用拋物面天線的形式。但是在通訊距離較近情況時(shí)，可以采用圓錐喇叭天線來替代拋物面天線，這樣能在保證通訊性能不變的同時(shí)又降低了通訊設(shè)備的成本，減少一些不必要的浪費(fèi)。
[0003]但是目前的圓錐喇叭天線普遍存在著E面輻射方向圖較差的問題，且圓錐喇叭天線要獲得較高的增益，就需要大的天線口面，按照最優(yōu)喇叭設(shè)計(jì)，天線的長度將會很長，這樣會給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝等帶來一些困難，無法微波通訊設(shè)備小型化的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提出了一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，通過在圓錐喇叭天線輸出端口處設(shè)置特定結(jié)構(gòu)形狀的介質(zhì)透鏡，使得圓錐喇叭天線的輻射方向圖得到了很好的改善，同時(shí)還具有良好的駐波特性。相比圓錐喇叭天線，該天線結(jié)構(gòu)長度大大縮短，實(shí)現(xiàn)了微波通訊設(shè)備的小型化要求，減小通訊設(shè)備在工程應(yīng)用過程中的安裝及調(diào)試難度。
[0005]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型公開的一個(gè)方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，包括圓錐喇叭[2]，設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸入端的矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[I]，設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸出端的介質(zhì)透鏡[3]以及透鏡固定扣環(huán)[4]。
[0007]所述矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[I]內(nèi)部結(jié)構(gòu)為矩形口徑面向圓口徑面漸變的形式，實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)TElO模向圓波導(dǎo)TEll模的過渡轉(zhuǎn)換。介質(zhì)透鏡[3]形狀為雙曲面輪廓，該介質(zhì)透鏡
[3]外側(cè)表面均分為4個(gè)扇形面，4個(gè)扇形面帶有臺階結(jié)構(gòu)[5]，每個(gè)扇形面凸出介質(zhì)透鏡[3]外側(cè)表面的高度不同，校正出口面的相位差，改變天線的駐波特性，該介質(zhì)透鏡[3]通過透鏡固定扣環(huán)[4]固定設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸出端，以校正圓錐喇叭[2] 口面相位差，實(shí)現(xiàn)喇叭天線內(nèi)球面波向平行波的轉(zhuǎn)換。
[0008]其特征在于，所述介質(zhì)透鏡[3]的透鏡材料為介電常數(shù)為2.2的teflon介質(zhì)。
[0009]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于近距離點(diǎn)對點(diǎn)微波通訊、近距離雷達(dá)測距等領(lǐng)域。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010](I)該天線與傳統(tǒng)的圓錐喇叭天線相比，不僅在輻射方向圖上有很大的改善，而且天線結(jié)構(gòu)長度尺寸大大縮短。
[0011](2)該天線與傳統(tǒng)的介質(zhì)透鏡天線相比，改善了天線的駐波特性。
[0012](3)該結(jié)構(gòu)天線的輸入接端口為標(biāo)準(zhǔn)的矩形波導(dǎo)口，不需要外接轉(zhuǎn)換器，可以直接與設(shè)備連接，更具工程實(shí)用性。
【附圖說明】
[0013]圖1為圓錐喇叭天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為介質(zhì)透鏡天線的表面未加臺階的天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為介質(zhì)透鏡加載喇叭天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為介質(zhì)透鏡加載喇機(jī)天線結(jié)構(gòu)立體圖；
[0017]圖5為圓錐喇叭天線天線在25GHz處的輻射方向圖；
[0018]圖6為圓錐喇叭天線的駐波曲線圖；
[0019]圖7為介質(zhì)透鏡天線的表面未加臺階的時(shí)在25GHz處的輻射方向圖；
[0020]圖8為介質(zhì)透鏡天線的表面未加臺階的時(shí)天線的駐波曲線圖；
[0021 ]圖9為按照本實(shí)用新型實(shí)施例的介質(zhì)透鏡天線在25GHz處的輻射方向圖；
[0022]圖10為按照本實(shí)用新型實(shí)施例的介質(zhì)透鏡天線的駐波曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例是一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，包括矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[I]、圓錐喇叭[2]、設(shè)介質(zhì)透鏡[3]以及透鏡固定扣環(huán)[4]等部分。矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[I]內(nèi)部結(jié)構(gòu)為矩形口徑面向圓口徑面漸變的形式，實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)TElO模向圓波導(dǎo)TEll模的過渡轉(zhuǎn)換。
[0025]介質(zhì)透鏡[3]校正圓錐喇叭[2]口面相位差，實(shí)現(xiàn)喇叭天線內(nèi)球面波前向平行波前的轉(zhuǎn)換，以改善天線的輻射方向圖，提高天線增益。其形狀為雙曲面輪廓，透鏡材料選用介電常數(shù)為2.2的teflon介質(zhì)，并且介質(zhì)透鏡表面開有臺階結(jié)構(gòu)[5]，每個(gè)扇形面凸出介質(zhì)透鏡[3]外側(cè)表面的高度不同，校正出口面的相位差，改變天線的駐波特性。介質(zhì)透鏡[3]通過透鏡固定扣環(huán)[4]固定在圓錐喇叭[2]輸出端。
[0026]在結(jié)構(gòu)上選用口徑直徑為130mm，高度為150mm，輸入端口為矩形口面(8.64mm*4.32mm)的圓錐喇叭天線，如圖1所示，其輻射方向圖及端口駐波曲線如圖5、圖6所示。在此圓錐天線的基礎(chǔ)上對其輸出口面部分加載介質(zhì)透鏡，透鏡高度為28.8mm 口徑直徑為130mm，如圖2所示，其輻射方向圖及端口駐波曲線如圖7、圖8所示，通過結(jié)果對比可以看出圓錐天線加載介質(zhì)透鏡后天線輻射方向圖明顯得到了改善，但是其端口駐波特性變得稍差。
[0027]按照本實(shí)用新型發(fā)明實(shí)施的天線在透鏡表面開4個(gè)高度分別為0.4mm、2.4mm、
0.4mm、2.4mm的扇形臺階，如圖3，4所示，其輻射方向圖及端口駐波曲線如圖9、圖10所示，可以看出按照該發(fā)明實(shí)施的天線具有良好的輻射方向圖及駐波特性，結(jié)構(gòu)尺寸大大縮短，滿足小型化要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，包括圓錐喇叭[2]，設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸入端的矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[I]，設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸出端的介質(zhì)透鏡[3]以及透鏡固定扣環(huán)[4]; 所述矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[I ]內(nèi)部結(jié)構(gòu)為矩形口徑面向圓口徑面漸變的形式，實(shí)現(xiàn)矩形波導(dǎo)TElO模向圓波導(dǎo)TEll模的過渡轉(zhuǎn)換;介質(zhì)透鏡[3]形狀為雙曲面輪廓，該介質(zhì)透鏡[3]夕卜側(cè)表面均分為4個(gè)扇形面，4個(gè)扇形面帶有臺階結(jié)構(gòu)[5]，每個(gè)扇形面凸出介質(zhì)透鏡[3]外側(cè)表面的高度不同，校正出口面的相位差，改變天線的駐波特性，該介質(zhì)透鏡[3]通過透鏡固定扣環(huán)[4]固定設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸出端，以校正圓錐喇叭[2] 口面相位差，實(shí)現(xiàn)喇叭天線內(nèi)球面波向平行波的轉(zhuǎn)換。2.如權(quán)利要求1所述的一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，其特征在于:所述介質(zhì)透鏡[3]的透鏡材料為介電常數(shù)為2.2的teflon介質(zhì)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種介質(zhì)透鏡加載喇叭天線，包括圓錐喇叭[2]，設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸入端的矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[1]，設(shè)置在圓錐喇叭[2]輸出端的介質(zhì)透鏡[3]以及透鏡固定扣環(huán)[4]。本實(shí)用新型的天線不僅在輻射方向圖上有很大的改善，而且天線結(jié)構(gòu)長度尺寸大大縮短，改善了天線的駐波特性，同時(shí)不需要外接轉(zhuǎn)換器，可以直接與設(shè)備連接，更具工程實(shí)用性。
【IPC分類】H01Q13/02, H01Q15/08, H01Q19/08
【公開號】CN205376774
【申請?zhí)枴緾N201521008512
【發(fā)明人】羅倫, 沈榮, 于麗爽
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月8日