CN102244320A - 一种馈源装置及微波天线 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于天线领域，提供了一种馈源装置及微波天线，所述馈源装置包括：波导管；插装在波导管一端的电介质；嵌套在电介质内表面的副反射面；馈源装置还包括：包裹在电介质外围的匹配介质，匹配介质的介电常数
厚度
其中，εr为电介质20的介电常数，a为介于0.5与3.5之间的常数系数，λ为电磁波在真空中的波长。本发明的馈源装置及微波天线，通过增加的匹配介质，可以极大的减小电介质的外表面对电磁波的反射，从而基本消除了由于电介质外表面反射波引起的驻波比的恶化，也降低了电介质在材料选取上的限制。
Description
技术领域
本发明属于天线领域，尤其涉及一种馈源装置及微波天线。
背景技术
现有技术中，普通的馈源装置如图1所示，由于其电介质10的外表面对电磁波的反射，信号直接反射到波导管内，破坏馈源装置电性能，造成如图4所示，采用该馈源装置的微波天线驻波比偏高；而且由于电介质在低损耗、低介电常数、可靠的电镀性上的要求，导致电介质在材料选取上有很大的限制。
综上所述，现有技术中的馈源装置会造成应用该馈源装置的天线驻波比偏高，且电介质的材料选取有很大的限制。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种馈源装置，旨在解决现有技术中的馈源装置会造成应用该馈源装置的天线驻波比偏高，且电介质的材料选取有很大的限制的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种馈源装置，包括：
波导管；
插装在所述波导管一端的电介质；
嵌套在所述电介质内表面的副反射面；
所述馈源装置还包括：包裹在所述电介质外围的匹配介质。
本发明实施例还提供了一种微波天线，所述微波天线的主反射面内部装有所述的馈源装置。
本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：通过增加的匹配介质，可以极大的减小电介质的外表面对电磁波的反射，从而基本消除了由于电介质外表面反射波引起的驻波比的恶化，也降低了电介质在材料选取上的限制。。
附图说明
图1是现有技术中普通的馈源装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的馈源装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的馈源装置的另一结构示意图；
图4是微波天线采用现有技术中普通的馈源装置的驻波比曲线图；
图5是微波天线采用本发明实施例的馈源装置的驻波比曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，通过增加的匹配介质，可以极大的减小电介质的外表面对电磁波的反射，从而基本消除了由于电介质外表面反射波引起的驻波比的恶化，也降低了电介质在材料选取上的限制。。
请参阅图2，本发明实施例提供的馈源装置，包括：
波导管24；
插装在所述波导管24一端的电介质20；
嵌套在所述电介质20内表面的副反射面23；
所述馈源装置还包括：包裹在所述电介质20外围的匹配介质22。在本发明的实施例中，所述匹配介质的介电常数
厚度
其中，εr为所述电介质20的介电常数，所述电介质的介电常数εr介于2与3之间，a为介于0.5与3.5之间的常数系数，λ为电磁波在真空中的波长。
在本发明的实施例中，所述波导管24、电介质20、副反射面23及匹配介质22的中心线重合。可通过树脂粘合或者螺纹的方式连接固定。
在本发明的实施例中，当所述匹配介质采用两种以上材料的匹配介质进行匹配时，则其采用的所有材料的等效介电常数与所述ε′r一致。
在本发明的实施例中，所述电介质20和匹配介质22所采用的材料可以为塑料。
在本发明的实施例中，所述波导管24由金属制成的光壁空心管，通常为圆管，其内径d一般取在0.32λ～0.35λ之间，其中，λ为对应频率电磁波在真空中的波长。其中，波导管24一端用于插装电介质20的下端201，波导管24的另端用于与天线的接口部件相连。
在本发明的实施例中，所述电介质20采用低介电常数低损耗材料，其介电常数εr在2～3之间，通常不会大于3。电介质20的下端201通常不是单一的圆柱结构，可以是圆柱或圆筒的组合结构，调整其结构可以减少波导管34管口处的反射波。电介质20的上端202为圆锥形，上端202内部开设有圆锥形槽，所述副反射面23呈圆锥形，所述副反射面23嵌套在所述圆锥形槽的表面。
在发明的实施例中，所述圆锥形的副反射面23为修正的或设置有环形槽的副反射面，以优化辐射方向图。所述副反射面23可以为金属机械加工金属层，也可以是镀在电介质20开设的圆锥形槽上的金属镀层。当然，所述副反射面23也可以使其他具有一定形状的旋转对称结构，并不局限于本发明列举的形状。
在本发明的实施例中，所述所述电介质20的上端和下端同轴。
在应用中，当电磁波经波导管24的管口激励，通过电介质20后被副反射面23反射，经电介质20外表面折射，最终形成对主反射面的照射。当部分信号在电介质20外表面的折射角大于90度时，会发生全发射，造成驻波比升高。通过匹配介质20可减缓空气与电介质之间的介电常数差，防止全发射的发生。
本发明实施例的馈源装置，由于增加了匹配介质22，可以极大的减小电介质20的外表面对电磁波的反射，从而基本消除了由于电介质20外表面反射波引起的驻波比的恶化。
请参阅图3，在本发明的实施例中，匹配介质32的具体形状可以根据电介质30的外表面赋型设置，图3所示的匹配介质30在纵向上成弧形，而图2所示的匹配介质20在纵向上成线行，当然并不局限于图2和图3所示的形状，只要匹配介质与电介质的外表面赋型设置即可。
在本发明的实施例中，所述副反射面33为设置有环形槽35的副反射面33，可以减少反射波。
请参阅图5，采用了与图4相同的频率范围7.7GHz～8.5GHz，微波天线采用本发明实施例的馈源装置，驻波比更低，带宽更宽，性能更好，基本消除了驻波比的恶化。
本发明实施例还提供了一种微波天线，所述微波天线的主反射面内部装有所述的馈源装置。
在本发明的实施例中，所述主反射面为旋转抛物面，通过围绕中心轴旋转一周的抛物线而成，其具有一定的焦径比。
在本发明的实施例中，所述馈源装置的副反射面处于所述旋转抛物面焦点附近，且其中心线与抛物面中心线重合。
在本发明的实施例中，所述旋转抛物面顶端开设有安装孔，所述馈源装置通过安装孔固定在主反射面内部。
本发明的馈源装置及微波天线，通过增加的匹配介质，可以极大的减小电介质的外表面对电磁波的反射，从而基本消除了由于电介质外表面反射波引起的驻波比的恶化，也降低了电介质在材料选取上的限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种馈源装置，包括：
波导管；
插装在所述波导管一端的电介质；
嵌套在所述电介质内表面的副反射面；
其特征在于，所述馈源装置还包括：包裹在所述电介质外围的匹配介质。
2.如权利要求1所述的馈源装置，其特征在于，所述匹配介质的介电常数
厚度
其中，εr为所述电介质的介电常数，所述电介质的介电常数εr介于2与3之间，a为介于0.5与3.5之间的常数系数，λ为电磁波在真空中的波长。
3.如权利要求1所述的馈源装置，其特征在于，所述波导管、电介质、副反射面及匹配介质的中心线重合。
4.如权利要求1所述的馈源装置，其特征在于，所述波导管为由金属制成的光壁空心管，光壁空心管的内径在0.32λ～0.35λ之间，其中，λ为电磁波在真空中的波长。
5.如权利要求1所述的馈源装置，其特征在于，所述电介质的上端为圆锥形，上端内部开设有圆锥形槽，所述副反射面呈圆锥形，所述副反射面嵌套在所述圆锥形槽的表面。
6.如权利要求5所述的馈源装置，其特征在于，所述电介质的上端和下端同轴。
7.如权利要求1至6中任一项所述的馈源装置，其特征在于，所述副反射面设置有环形槽。
8.一种微波天线，其特征在于，所述微波天线的主反射面内部装有权利要求1至6中任一项所述的馈源装置。
9.如权利要求8所述的微波天线，其特征在于，所述主反射面为旋转抛物面，所述馈源装置的副反射面位于所述旋转抛物面焦点附近，所述副反射面的中心线与所述旋转抛物面中心线重合。
10.如权利要求9所述的微波天线，其特征在于，所述旋转抛物面顶端开设有安装孔，所述馈源装置通过安装孔固定在所述主反射面内部。
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