CN103606748B - 基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线 - Google Patents
基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103606748B CN103606748B CN201310618336.XA CN201310618336A CN103606748B CN 103606748 B CN103606748 B CN 103606748B CN 201310618336 A CN201310618336 A CN 201310618336A CN 103606748 B CN103606748 B CN 103606748B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- waveguide
- front waveguide
- metal gate
- horn antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 83
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 abstract 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线，主要解决现有H面喇叭天线增益低、定向性差、无法用于长距离天线测试的问题。其包括后端馈电波导（1）、喇叭辐射腔（2）和前端波导（3），该前端波导内（3）设有N个金属栅（4）、N-1对金属可调节点（6）和两对金属挡板（7）。其中，这些金属栅（4）沿前端波导（3）的延伸方向等间距排列，每个金属栅的后端设有矩形开口（5）；这些金属可调节点（6）垂直放置在前端波导的上下内表面，且与金属栅交叉等距排列；两对金属挡板（7）分别固定在前端波导的上下表面两端。本发明的场分布函数与Hanming窗函数相符，且增益高、副瓣低、定向性高，可用于中长距离天线测试。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种H面喇叭天线，可用于天线测试领域。
背景技术
H面喇叭天线作为一种广泛应用于天线测试等电磁场合的喇叭天线，其结构如图1所示，它包括一段标准波导1和一个倒棱台形状的金属辐射腔2，这种结构具有增益高、结构简单、易于设计和制造的特点，且可在比波导更大的口径面上产生均匀的相位波前，获得较好的定向性。但是这种高增益H面喇叭天线由于其主副瓣差值只有30dB，因而其定向性仍然不能满足长距离天线测试的要求。
为了进一步提高增益、降低副瓣，改善天线的定向性，已有的方案通过在H面喇叭天线的口径面上增加汇聚电磁波的透镜，形成喇叭透镜天线。这种结构的喇叭天线虽说是提高了天线的定向性，但却增大了天线的体积，增加了成本高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线，在不增加天线体积和成本的前提下，提高增益、降低副瓣、提高定向性。
为实现上述目的，本发明的H面喇叭天线，包括后端馈电波导1、喇叭辐射腔2，其特点在于，在喇叭辐射腔2的口径面上添加有前端波导3，该前端波导内设有N个金属栅4、N-1对金属可调节点6和两对金属挡板7，N≥4；
所述的N个金属栅4沿前端波导3的延伸方向等间距排列，每个金属栅的后端设有矩形开口5，用于对电磁场的相位进行调节，使其满足Hanming窗函数的相位分布要求；
所述的N-1对金属可调节点6，垂直放置在前端波导3的上下内表面，与N个金属栅4交叉等距排列，且贴近前端波导3的口径面，用于提高电磁场的主瓣增益和减小半功率波瓣宽度，使其满足Hanming窗函数的主瓣增益和半功率波瓣宽度要求；
所述的两对金属挡板7，分别固定在前端波导3上下内表面的两端，用于降低电磁场的副瓣，是其满足Hanming窗函数的副瓣要求。
作为优先，所述的金属栅4采用矩形金属片，长度与前端波导长度相同，高度略大于前端波导3高度。
作为优先，所述的每个金属栅的后端的矩形开口5长度不等，即中心金属栅后端的矩形开口长度最长，其与中心金属栅的长度之比为3:5，两侧金属栅后端的矩形开口长度与其金属栅的长度比例依次递减。
作为优先，所述的金属可调节点6采用高度可调的金属圆柱，其最大高度与前端波导3的高度之比为1:5。
作为优先，所述的金属挡板7采用长方体结构，其高度与前端波导的高度之比为1:5，宽度与前端波导的宽度之比为1:7。
本发明由于在H面喇叭天线添加前端波导，且在前端波导内设有带有矩形开口的金属栅，可以对电磁场的幅度进行调节，使天线满足Hanming窗函数的相位分布要求；同时，由于在前端波导内设有金属可调节点，可以提高天线电磁场的主瓣增益、减小半功率波瓣宽度，使其满足Hanming窗函数的主瓣增益和半功率波瓣宽度要求；此外，由于在前端波导内设有金属挡板，可以降低天线电磁场的副瓣，使其满足Hanming窗函数的副瓣要求。仿真结果表明，本发明天线能产生Hanming窗函数口径场分布，在不增加天线体积和成本的前提下，不仅使H面喇叭天线具有了高增益、低副瓣、高定向性的特点，而且结构简单，易于加工。
附图说明
图1为现有H面喇叭天线示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明喇叭天线的电磁场分布示意图；
图4为本发明的喇叭天线增益函数与Hanming窗函数的比照示意图。
具体实施方式
参照图2，本发明包括后端馈电波导1、喇叭辐射腔2、前端波导3、N个金属栅4、N-1对金属可调节点6和两对金属挡板7，N≥4，本实例设N=4。
所述的喇叭辐射腔2，采用现有的H面喇叭天线辐射腔尺寸，该H面喇叭天线的后端馈电波导为国家标准波导。后端馈电波导固定在喇叭辐射腔的后端。本实例中，取后端馈电波导为国家标准波导BJ100，口径尺寸为22.86mm×10mm，喇叭辐射腔的口径尺寸为114.3mm×10mm，边长为124.8mm，底角为68deg。
所述前端波导3，固定在喇叭辐射腔2的口径面上，该前端波导3的口径尺寸与辐射腔2口径尺寸相同，其长度与辐射腔边长之比为7:2。本实例中，辐射腔的口径尺寸为114.3mm×10mm，边长为124.8mm，前端波导口径尺寸为114.3mm×10mm，长度为35mm，二者口径大小保持一致，前端波导的长度与辐射腔的边长之比为7:2。
所述四个金属栅4采用矩形金属片，且沿前端波导的延伸方向等间距排列，固定在前端波导3内，每个金属栅的长度与前端波导3的长度相同，高度略大于前端波导的高度；每个金属栅的后端中间设有矩形开口5，每个矩形开口的大小不等，即中心金属栅后端的矩形开口长度最长，其与中心金属栅的长度之比为3:5，两侧金属栅后端的矩形开口长度与其自身的金属栅长度比例按其与中心排列的距离依次递减。若金属栅数目为奇数，则取中间位置的一个金属栅为中心金属栅，其后端的矩形开口长度满足上述比例，若金属栅数目为偶数，则取中间位置的两个金属栅同为中心金属栅，其后端的矩形开口长度满足上述比例。本实例中金属栅数目为四个，则中间位置的两个金属栅同为中心金属栅，二者后端的矩形开口长度均为21mm，其与金属栅长度之比为3:5，两侧金属栅后端的矩形开口长度均为5mm，其与金属栅长度之比为1:7，比例依次递减。
所述三对金属可调节点6，采用高度可调的金属圆柱，垂直放置在前端波导3的上下内表面且贴近前端波导3的口径面，每一对金属可调节点上下对称排列，放置在相邻两个金属栅的中间位置，其最大高度与前端波导3的高度之比为1:5。本实例取前端波导高度为10mm，金属可调节点高度为2mm，金属可调节点的高度与前端波导的高度之比为1:5。
所述两对金属挡板7采用长方体结构，分别固定在前端波导3上下内表面的两端，其高度与前端波导3的高度之比为1:5，宽度与前端波导3的宽度之比为1:7。本实例中取前端波导高度为10mm，宽度为114.3mm，金属挡板的高度为2mm，宽度为16mm，因此，金属挡板高度与前端波导的高度之比为1:5，宽度与前端波导的宽度之比为1:7。
上述部件均采用金属材料，且以铜或铝为佳。
本发明基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线，其实现原理是：通过后端馈电波导1加载馈电，使电磁场通过辐射腔2向外辐射，当电磁场在经过前端波导3时，后端带有开口5的金属栅4对电磁场的相位分布进行调节，使电磁场的相位满足Hanming窗函数对相位分布的要求。两对金属挡板7对电磁场的副瓣进行压低，使其满足Hanming窗函数对副瓣的要求。通过手动调节金属可调节点6的高度，调节电磁场的主瓣增益和半功率波瓣宽度，使其满足Hanming窗函数对主瓣增益和半功率波瓣宽度的要求，最终实现H面喇叭天线的口径场分布符合Hanming窗函数。
本发明的优点可通过以下仿真进一步说明：
仿真内容：利用仿真软件对上述天线的口径电磁场分布进行仿真，结果如图3。图3可以看出，天线的主瓣为13.5dB，第一副瓣为-25dB，主副瓣差值为38.5dB，说明本天线的增益高、副瓣低，半功率波瓣宽度为40deg，具有高定向性的特点。
将图3所示的本发明天线的口径电磁场增益函数曲线图与Hanming窗函数进行的比照，结果如图4。从图4可以看出，电磁场的增益函数曲线与Hanming窗函数的相位与主瓣两方面完全吻合，副瓣电平基本相同，其差异在正常误差范围之内，说明本天线具有Hanming窗函数口径场分布。
Claims (5)
1.一种基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线，包括后端馈电波导（1）、喇叭辐射腔（2），其特点在于，在喇叭辐射腔（2）的口径面上添加有前端波导（3），该前端波导内设有N个金属栅（4）、N-1对金属可调节点（6）和两对金属挡板（7），N≥4；
所述的N个金属栅（4）沿前端波导（3）的延伸方向等间距排列，每个金属栅的后端设有矩形开口（5），用于对场的相位进行调节，使其满足Hanming窗函数的相位分布要求；
所述的N-1对金属可调节点（6），垂直放置在前端波导（3）的上下内表面，与N个金属栅（4）交叉等距排列，且贴近前端波导（3）的口径面，用于提高场的主瓣增益和减小半功率波瓣宽度，使其满足Hanming窗函数的主瓣增益和半功率波瓣宽度要求；
所述的两对金属挡板（7），分别固定在前端波导（3）上下内表面的两端，用于降低场的副瓣，使其满足Hanming窗函数的副瓣要求。
2.根据权利要求1所述的H面喇叭天线，其特征在于金属栅（4）采用矩形金属片，长度与前端波导长度相同，高度略大于前端波导（3）高度。
3.根据权利要求1所述的H面喇叭天线，其特征在于每个金属栅的后端的矩形开口（5）长度不等，即中心金属栅后端的矩形开口长度最长，其与中心金属栅的长度之比为3:5，两侧金属栅后端的矩形开口长度与其金属栅的长度比例依次递减。
4.根据权利要求1所述的H面喇叭天线，其特征在于金属可调节点（6）采用高度可调的金属圆柱，其最大高度与前端波导（3）的高度之比为1:5。
5.根据权利要求1所述的H面喇叭天线，其特征在于金属挡板（7）采用长方体结构，其高度与前端波导的高度之比为1:5，宽度与前端波导的宽度之比为1:7。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310618336.XA CN103606748B (zh) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310618336.XA CN103606748B (zh) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103606748A CN103606748A (zh) | 2014-02-26 |
| CN103606748B true CN103606748B (zh) | 2015-09-30 |
Family
ID=50124960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310618336.XA Active CN103606748B (zh) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | 基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103606748B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104733864B (zh) * | 2015-03-30 | 2018-04-24 | 东南大学 | 缝隙内嵌相位幅度校准的平面喇叭天线 |
| CN104733866A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-06-24 | 东南大学 | 缝隙内嵌相位校准的封装夹层天线 |
| CN104733867A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-06-24 | 东南大学 | 缝隙相位幅度校准的三维封装表面天线 |
| CN104993243B (zh) * | 2015-07-08 | 2018-08-24 | 电子科技大学 | 超宽带喇叭天线 |
| CN106033843B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-01-15 | 电子科技大学 | 一种加载金属栅的角锥喇叭天线及其设计方法 |
| CN108565555A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-09-21 | 河南师范大学 | 高增益h面喇叭天线 |
| CN109830807B (zh) * | 2019-03-26 | 2021-01-08 | 华南师范大学 | 一种宽波束高增益喇叭天线 |
| CN111799548B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-12-06 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种频率扫描天线 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1305075A (zh) * | 1970-09-09 | 1973-01-31 | ||
| CN1040288A (zh) * | 1988-08-08 | 1990-03-07 | 有村技研株式会社 | 隙缝天线阵 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684469B1 (ko) * | 2005-03-04 | 2007-02-22 | (주)백금티앤에이 | 도체가 삽입된 레이더 검출기의 혼 안테나 |
| CN101272004B (zh) * | 2008-04-17 | 2012-02-01 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种金属网格结构喇叭天线的设计方法 |
| CN201503918U (zh) * | 2009-09-25 | 2010-06-09 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种恒定波束的喇叭天线 |
-
2013
- 2013-11-26 CN CN201310618336.XA patent/CN103606748B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1305075A (zh) * | 1970-09-09 | 1973-01-31 | ||
| CN1040288A (zh) * | 1988-08-08 | 1990-03-07 | 有村技研株式会社 | 隙缝天线阵 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Wideband H-Plane Horn Antenna Based on Ridge Substrate Integrated Waveguide (RSIW);Ali Reza Mallahzadeh et al.;《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS》;20121231;第11卷;全文 * |
| 矩形波导开口与缝隙辐射的FDTD分析;白剑 等;《电子科技》;20071015(第10期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103606748A (zh) | 2014-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103606748B (zh) | 基于Hanming窗函数口径场分布的H面喇叭天线 | |
| CN103811861B (zh) | 水平极化全向天线 | |
| CN203596409U (zh) | 一种用于td-lte智能天线双极化宽频辐射单元 | |
| CN205303687U (zh) | 一种m型反射板基站天线 | |
| CN104471792A (zh) | 一种天线辐射单元及天线 | |
| CN204857939U (zh) | 一种高增益宽频双极化振子 | |
| CN204011731U (zh) | 复合介质微带天线 | |
| CN205194847U (zh) | 一种非对称性双极化超宽频振子单元及天线 | |
| CN103401062A (zh) | 一种用于td-lte智能天线双极化宽频辐射单元 | |
| CN110311215A (zh) | 一种用于gis局放检测的uhf频段的蝶形微带天线 | |
| CN204991950U (zh) | 一种低频碗状振子 | |
| US9577319B2 (en) | Housing and electronic device using same | |
| CN203607536U (zh) | 一种小型化双极化辐射单元及天线 | |
| US20180366819A1 (en) | Omnidirectional ceiling antenna | |
| CN203056083U (zh) | 双极化天线辐射单元及基站天线 | |
| CN202930549U (zh) | 基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线 | |
| CN201540958U (zh) | 一种水平极化定向天线 | |
| CN204289687U (zh) | 天线及其天线振子 | |
| CN103474746A (zh) | 一种具有优异轴比性能的轴向模螺旋天线 | |
| CN204243177U (zh) | 一种超材料平板天线 | |
| CN204407518U (zh) | 基于无断点金属边框的手机天线 | |
| CN103840258B (zh) | 低雷达截面的微带阵列天线 | |
| CN207559061U (zh) | 双馈双极化5GHz基站天线 | |
| CN207269055U (zh) | 一种大角度高前后比双极化微带天线 | |
| CN205141123U (zh) | 多频导航天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210127 Address after: 215316 no.1689-5 Zizhu Road, Yushan Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: KUNSHAN RUIXIANG XUNTONG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 710071 No. 2 Taibai South Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: XIDIAN University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 215300 Room 009, No. 55, Shengchuang Road, Yushan Town, Kunshan, Suzhou, Jiangsu Province Patentee after: KUNSHAN RUIXIANG XUNTONG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 215316 no.1689-5 Zizhu Road, Yushan Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: KUNSHAN RUIXIANG XUNTONG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |