CN104377451A - 宽带宽波束波纹喇叭馈源装置 - Google Patents

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本发明涉及射电望远镜天线、卫星通信天线、测控天线等领域中的一种宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，包括输入波导和波纹槽辐射器，输入波导的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接，其特征在于：所述的波纹槽辐射器的腔体内壁上设置有多个周期波纹槽结构，每个周期波纹槽结构由一个波纹槽和一个波纹齿组成，波纹槽和波纹齿为依次间隔设置，由多个波纹齿的自由端组成的内壁曲线自输入口向输出口方向依次变大，所述的波纹槽为环加载槽，在波纹槽辐射器输出口外侧端面上开设有轴向圆环槽。在可一个倍频程内实现宽波束高效率照射、宽频带工作和结构紧凑的目的。本发明还具有交叉极化电平低、反射损耗小等特点，适合用作各频段反射面天线的馈源。

Description

宽带宽波束波纹喇叭馈源装置
技术领域
本发明涉及射电望远镜天线、卫星通信天线、测控天线领域中一种具有混合槽结构的宽带宽波束高效率馈源装置，特别适合用作各频段反射面天线中低交叉极化、低反射损耗、低背瓣、相位中心恒定且结构紧凑的高效率馈源装置。
背景技术
宽频带一直是反射面天线技术的发展方向，而反射面天线的工作频带主要由馈源的带宽所决定。众所周知，由于波纹喇叭馈源能在接近2:1的宽频带内实现优良的电气性能指标，所以它在上述领域中占有非常重要的地位，几乎所有高性能的反射面天线都使用波纹喇叭作为馈源。
现有的波纹喇叭主要分为横向槽结构波纹喇叭和轴向槽结构波纹喇叭两种。前者能在2：1的频带内具有良好的阻抗和辐射特性，但一般波束较窄，或口径很大；后者的波束较宽，口径适中，但工作带宽有限。在宽频带、宽波束、体积有限的应用要求下，现有设计难以满足要求。
发明内容
本发明的目的在于避免背景技术中的不足之处而提供一种能在一个倍频程内具有宽波束高效率照明且结构紧凑的馈源装置，本发明还具有交叉极化电平低、反射损耗小、相位中心恒定等特点。
本发明的目的是这样实现的：
一种宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，包括输入波导和波纹槽辐射器，输入波导的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接，其特征在于：所述的波纹槽辐射器的腔体内壁上设置有多个周期波纹槽结构，每个周期波纹槽结构由一个波纹槽和一个波纹齿6组成，波纹槽和波纹齿为依次间隔设置，由多个波纹齿的自由端组成的内壁曲线自输入口向输出口方向依次变大，所述的波纹槽为环加载槽5。
其中，在波纹槽辐射器输出口外侧的波纹槽辐射器的端面上开设有轴向圆环槽4，轴向圆环槽4的开口方向与波纹槽辐射器输出口的方向相同。
其中，所述的输入波导由输入波导段1和阶梯过渡段2组成，输入波导段1的输出口与阶梯过渡段2的输入口相接，阶梯过渡段2的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接；输入波导段1的内径与阶梯过渡段2输入口处的内径相同；所述的阶梯过渡段2的内径为多阶梯构成，自输入口到输出口逐渐增大，阶梯过渡段2输出口处的内径与波纹槽辐射器输入口处的内径相同。
其中，所述的输入波导段1为圆直波导结构，其长度为最高工作频率的3至5倍。
其中，轴向圆环槽4的深度为波纹喇叭馈源最低工作频率对应波长的1/4。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1.本发明采用了一种波纹槽辐射器3的设计技术，克服了现有大张角横向槽波纹喇叭波纹槽数量多，体积过大的缺陷，可在一个倍频程内具有波束宽、交叉极化电平低、反射损耗小等优点。
2.本发明采用了阶梯过渡段2的设计技术，激励起高次模，使馈源具有“平顶”的方向图，提高了照射效率。
3.本发明使用轴向圆环槽4，解决了因为馈源口径减小引起的背向辐射增大的问题，提高了天线效率。
4.本混合槽结构大张角波纹喇叭馈源适合用作各频段反射面天线的馈源装置，尤其适合于大照射角、需要多个馈源切换的天线。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明阶梯过渡段2的结构示意图。
图3是本发明波纹槽辐射器3结构示意图。
具体实施方式
参照图1和图3，本发明一种宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，包括输入波导和波纹槽辐射器3，输入波导的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接，所述的波纹槽辐射器的腔体内壁上设置有多个周期波纹槽结构，每个周期波纹槽结构由一个波纹槽和一个波纹齿6组成，波纹槽和波纹齿为依次间隔设置，由多个波纹齿的自由端组成的内壁曲线自输入口向输出口方向依次变大，所述的波纹槽为环加载槽5。
在波纹槽辐射器输出口外侧的波纹槽辐射器的端面上开设有轴向圆环槽4，轴向圆环槽4的开口方向与波纹槽辐射器输出口的方向相同。
所述的输入波导由输入波导段1和阶梯过渡段2组成，输入波导段1的输出口与阶梯过渡段2的输入口相接，阶梯过渡段2的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接；输入波导段1的内径与阶梯过渡段2输入口处的内径相同；参照图2，所述的阶梯过渡段2的内径为多阶梯构成，自输入口到输出口逐渐增大，阶梯过渡段2输出口处的内径与波纹槽辐射器输入口处的内径相同。阶梯过渡段2的作用是激励起高次模，实现“平顶”的宽波束照射，阶梯的数量、高度和长度由优化确定。
所述的输入波导段1为圆直波导结构，其长度为最高工作频率的3至5倍。轴向圆环槽4的深度为波纹喇叭馈源最低工作频率对应波长的1/4。
参照图3，波纹槽辐射器3呈周期性结构，一个周期波纹槽由一个环加载槽5和一个波纹齿6构成；周期值P等于环加载槽5槽口宽度尺寸b、和波纹齿6齿宽度尺寸t的数值之和；每个周期值P和加载槽宽度尺寸W可变或固定不变。采用环加载槽的目的是展宽工作带宽，波纹槽辐射器3内壁张开的角度由波束宽度决定。

Claims (5)

1.一种宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，包括输入波导和波纹槽辐射器，输入波导的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接，其特征在于：所述的波纹槽辐射器的腔体内壁上设置有多个周期波纹槽结构，每个周期波纹槽结构由一个波纹槽和一个波纹齿(6)组成，波纹槽和波纹齿为依次间隔设置，由多个波纹齿的自由端组成的内壁曲线自输入口向输出口方向依次变大，所述的波纹槽为环加载槽(5)。
2.根据权利要求1所述的宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，其特征在于：在波纹槽辐射器输出口外侧的波纹槽辐射器的端面上开设有轴向圆环槽(4)，轴向圆环槽(4)的开口方向与波纹槽辐射器输出口的方向相同。
3.根据权利要求1所述的宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，其特征在于：所述的输入波导由输入波导段(1)和阶梯过渡段(2)组成，输入波导段(1)的输出口与阶梯过渡段(2)的输入口相接，阶梯过渡段(2)的输出口与波纹槽辐射器输入口相对接；输入波导段(1)的内径与阶梯过渡段(2)输入口处的内径相同；所述的阶梯过渡段(2)的内径为多阶梯构成，自输入口到输出口逐渐增大，阶梯过渡段(2)输出口处的内径与波纹槽辐射器输入口处的内径相同。
4.根据权利要求3所述的宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，其特征在于：所述的输入波导段(1)为圆直波导结构，其长度为最高工作频率的3至5倍。
5.根据权利要求2所述的宽带宽波束波纹喇叭馈源装置，其特征在于：轴向圆环槽(4)的深度为波纹喇叭馈源最低工作频率对应波长的1/4。
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