CN104600431A - 一种宽频带馈源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽频带馈源，它包括：辐射振子、反射腔和馈电网络。辐射振子为两组且相对设置成V字型，每组辐射振子分别设置有左引脚和右引脚；所述的馈电网络包括一个阻抗匹配印制板；阻抗匹配印制板的正面设置有两条渐变状的金属微带线，阻抗匹配印制板的背面设置有两条渐变状的金属微带地线，两组辐射振子的各左引脚分别与两条金属微带线的窄端一一对应连接，两组辐射振子的各右引脚分别与两条金属微带地线的窄端一一对应连接，两条金属微带线的宽端分别与同轴端口的内导体相连，两条金属微带地线的宽端分别与同轴端口的外导体相连。本发明具有馈源辐射特性好、损耗低、馈电效率高、容易加工实现、成本低等优点，特别适用于工作在宽频带双线极化或双圆极化应用情况下的天线的馈源。

Description

一种宽频带馈源
技术领域
本发明涉及通信、宽带测向、遥测、遥感和射电天文技术领域的一种宽频带馈源。
背景技术
目前在宽频带反射面天线中使用的宽带馈源有以下几种形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。
中国专利号为CN103151602，名称为《具有与频率无关的辐射特性的宽带多偶极子天线》专利中公开了一种宽带馈源，工作频带虽然宽，但是其E面和H面方向图等化程度不高，如专利CN103151602中说明书附图图2所示。
期刊IEEEANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS,中2011年VOL.10中题名为《Elliptically Shaped Quad-Ridge HornAntennas asFeed for a Reflector》的文章公开了一种名为Quad-Ridge Horn的宽带馈源，这种宽带馈源的工作频带很宽，但是其方向图波束宽度随频率变化剧烈，而且E面和H面方向图不等化，如前述期刊中的附图7所示。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中宽带馈源的不足之处，提供一种带反射腔和巴伦合路器一体化馈电网络的宽频带馈源，既避免了天线辐射方向图E面和H面不等化的缺点，又避免了馈电网络插入损耗大的缺点。本发明可实现一种1～10倍频的辐射方向图稳定及等化的宽带馈源，该馈源还具有损耗小、成本低、效率高等优点。
本发明所采用的技术方案为：
一种宽频带馈源，包括辐射振子和馈电网络，其特征在于：所述的辐射振子为两组且相对设置成V字型，每组辐射振子分别设置有左引脚和右引脚；所述的馈电网络包括一个阻抗匹配印制板；阻抗匹配印制板的正面设置有两条渐变状的金属微带线，阻抗匹配印制板的背面设置有两条渐变状的金属微带地线，两组辐射振子的各左引脚分别与两条金属微带线的窄端一一对应连接，两组辐射振子的各右引脚分别与两条金属微带地线的窄端一一对应连接，两条金属微带线的宽端分别与同轴端口的内导体相连，两条金属微带地线的宽端分别与同轴端口的外导体相连。
其中，所述的辐射振子为对数周期偶极子阵列。
其中，所述的辐射振子为垂直极化辐射振子，所述的阻抗匹配印制板为垂直极化阻抗匹配印制板。
其中，还包括两组相对设置成V字型的水平极化辐射振子和一个水平极化阻抗匹配印制板，两组水平极化辐射振子与两组垂直极化辐射振子结构相同且呈正交放置，水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板结构相同；两组水平极化辐射振子的各左引脚分别与水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带线的窄端一一对应连接，两组水平极化辐射振子的各右引脚分别与水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带地线的窄端一一对应连接，水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带线的宽端分别与同轴端口的内导体相连，水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带地线的宽端分别与同轴端口的外导体相连。
其中，水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板之间为绝缘设置。
其中，水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板为立体插合设置。
其中，还包括反射底板，所述的反射底板位于辐射振子的正下方。
其中，还包括反射腔，所述的辐射振子位于反射腔内。
其中，反射腔为圆形、多边形或矩形。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1.利用反射腔引起的感应电流使馈源的辐射方向图趋于等化和稳定
2.巴伦合路器一体化的馈电网络减少了一次不必要的阻抗变换并且结构简单、容易实现；
3.辐射体、巴伦和合路器可以合并在一起共同仿真设计，使得宽带馈源整体设计方案的不确定性大大降低。
4.本发明的宽带馈源反射腔与反射板可以通过焊接或者螺钉铆接进行连接，馈电网络采用两块印制板交叉放置，与馈源焊接。馈源整体结构简单，易于加工，成本低，并能实现良好的辐射性能。
附图说明
图1是本发明带反射腔的宽带馈源的结构示意图。
图2是本发明馈源振子的示意图(俯视图)。
图3是本发明宽带馈源的侧视图(不含反射腔)
图4是本发明中巴伦合路器一体化馈电网络的示意图。
具体实施方式
下面，结合图1至图4对本发明作进一步说明。
本发明的一种宽频带馈源，包括辐射振子1、反射腔2和馈电网络3，所述的辐射振子1为两组且相对设置成V字型，每组辐射振子1分别设置有左引脚4和右引脚5；所述的馈电网络3包括两个阻抗匹配印制板8；阻抗匹配印制板的正面设置有两条渐变状的金属微带线9，阻抗匹配印制板的背面设置有两条渐变状的金属微带地线10，两组辐射振子的各左引脚分别与两条金属微带线的窄端11一一对应连接，两组辐射振子的各右引脚分别与两条金属微带地线的窄端12一一对应连接，两条金属微带线的宽端13分别与同轴端口的内导体相连，两条金属微带地线的宽端14分别与同轴端口15的外导体相连。
其中，所述的辐射振子为对数周期偶极子阵列，可以是两组，也可以为四组。如果是四组辐射振子组成的阵列，则分别为水平极化和垂直极化，那么其馈电网络水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板之间为绝缘设置，且为立体插合设置。
馈源还包括反射底板6，位于辐射振子的正下方。还包括位于反射底板上用于支撑馈源振子的支撑架7。
另外，反射腔可以为圆形、多边形或矩形。
实施例本发明它包括辐射体、反射底板、反射腔和馈电网络。馈源的辐射体是由多对折合振子串联起来并进行组阵。反射底板位于辐射体下方，目的是为了使辐射体单向辐射。反射腔位于反射板上方，将辐射体包围，目的是改善馈源的辐射特性。馈电网络由两个印制板构成，中间有槽缝，从中间穿过组成一个立体正交的结构。印制板采用低介质损耗的介质板。该实例为一个工作在350～1050MHz的频带范围内，具有良好方向图辐射特性的宽频带馈源。
工作原理
该宽带馈源的辐射体是串接的折合振子组阵，这种结构形式可以具有宽带辐射的特性，底部增加接地板，可以使辐射体单向辐射，并具有恒定的相位中心。金属反射腔产生的感应电流可以使辐射体的方向图趋于稳定和等化，改善其辐射特性。而巴伦合路器一体化馈电网络完成了2Z0～Z0的阻抗变换，而且是平衡端口到不平衡的转换，其间有180°的相移，由4个平衡端口最终合成2个不平衡端口。这样一种馈源就实现了宽带、高效率和方向图稳定及等化等功能。

Claims (9)

1.一种宽频带馈源，包括辐射振子和馈电网络，其特征在于：所述的辐射振子为两组且相对设置成V字型，每组辐射振子分别设置有左引脚和右引脚；所述的馈电网络包括一个阻抗匹配印制板；阻抗匹配印制板的正面设置有两条渐变状的金属微带线，阻抗匹配印制板的背面设置有两条渐变状的金属微带地线，两组辐射振子的各左引脚分别与两条金属微带线的窄端一一对应连接，两组辐射振子的各右引脚分别与两条金属微带地线的窄端一一对应连接，两条金属微带线的宽端分别与同轴端口的内导体相连，两条金属微带地线的宽端分别与同轴端口的外导体相连。
2.根据权利要求1所述的一种宽频带馈源，其特征在于：所述的辐射振子为对数周期偶极子阵列。
3.根据权利要求1所述的一种宽频带馈源，其特征在于：所述的辐射振子为垂直极化辐射振子，所述的阻抗匹配印制板为垂直极化阻抗匹配印制板。
4.根据权利要求3所述的一种宽频带馈源，其特征在于：还包括两组相对设置成V字型的水平极化辐射振子和一个水平极化阻抗匹配印制板，两组水平极化辐射振子与两组垂直极化辐射振子结构相同且呈正交放置，水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板结构相同；两组水平极化辐射振子的各左引脚分别与水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带线的窄端一一对应连接，两组水平极化辐射振子的各右引脚分别与水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带地线的窄端一一对应连接，水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带线的宽端分别与同轴端口的内导体相连，水平极化阻抗匹配印制板的两条金属微带地线的宽端分别与同轴端口的外导体相连。
5.根据权利要求4所述的一种宽频带馈源，其特征在于：水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板之间为绝缘设置。
6.根据权利要求4所述的一种宽频带馈源，其特征在于：水平极化阻抗匹配印制板与垂直极化阻抗匹配印制板为立体插合设置。
7.根据权利要求1所述的一种宽频带馈源，其特征在于：还包括反射底板，所述的反射底板位于辐射振子的正下方。
8.根据权利要求1所述的一种宽频带馈源，其特征在于：还包括反射腔，所述的辐射振子位于反射腔内。
9.根据权利要求1所述的一种宽频带馈源，其特征在于：反射腔为圆形、多边形或矩形。
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