CN107425294B - 一种宽频带双极化低噪声温度馈源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽频带双极化低噪声温度馈源，属于通信天线技术领域。其包括辐射喇叭，辐射喇叭的外壁上设有后向辐射抑制器，后向辐射抑制器包括与辐射喇叭同轴的筒状侧壁以及用于连接侧壁和辐射喇叭外壁的环形底板，侧壁与辐射喇叭外壁之间的空隙形成一个开口方向与辐射喇叭喇叭口方向相同的扼流槽，辐射喇叭内设有四片呈十字形分布的、彼此不相接触的脊片，脊片的外侧边与辐射喇叭的内壁紧贴且吻合，辐射喇叭的底部设有反射板，辐射喇叭内在反射板的上方还设有与辐射喇叭的轴线方向垂直的探针，探针的末端连接有引至喇叭外的馈电线。本发明结构简单，易于实现，电性能优良，能够有效降低天线的噪声温度，是对现有技术的一种重要改进。

Description

一种宽频带双极化低噪声温度馈源

技术领域

本发明涉及通信天线技术领域，特别是指一种宽频带双极化低噪声温度馈源。

背景技术

宽频带馈源能够大大减少馈源数量，减小天线口径，具有多功能、多用途、综合集成等技术特点。正是因为这些优点，在射电天文领域有着广泛的应用。

射电天文要求天线具有宽频带、低噪声温度、高灵敏度的特点，天线形式确定后，馈源的相位方向图和辐射方向图影响着整个天线的噪声温度。目前，四脊喇叭馈源主要应用于射电天文领域，但是有后向辐射较大的缺点。因此，研究一种降低四脊喇叭后向辐射的方法很有必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种宽频带双极化低噪声温度馈源，其能够降低馈源的后向辐射，进而降低天线的噪声温度，特别适合在宽频带双线极化低噪声温度条件下的应用。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种宽频带双极化低噪声温度馈源，包括辐射喇叭，辐射喇叭的外壁上设有后向辐射抑制器，后向辐射抑制器包括与辐射喇叭同轴的筒状侧壁以及用于连接侧壁和辐射喇叭外壁的环形底板，在底板的阻挡作用下侧壁与辐射喇叭外壁之间的空隙形成一个开口方向与辐射喇叭喇叭口方向相同的扼流槽，辐射喇叭内设有四片呈十字形分布的、彼此不相接触的全等脊片，脊片的外侧边与辐射喇叭的内壁紧贴且吻合，辐射喇叭的底部设有反射板，辐射喇叭内在反射板的上方还设有与辐射喇叭的轴线方向垂直的探针，探针的末端连接有引至喇叭外的馈电线。

可选的，每片脊片在底部的相同位置处均具有一尺寸相同的矩形缺口，矩形缺口位于探针的下方，矩形缺口通过改变喇叭内部结构的方式使喇叭的驻波不高于2。

可选的，辐射喇叭的喇叭壁曲线、脊片的内侧脊曲线以及脊片的厚度均为以天线灵敏度为优化目标而得到的，喇叭壁曲线和脊片的内侧脊曲线均为拟合曲线，喇叭壁曲线和内侧脊曲线的初始值均为取自标准指数曲线的离散点，喇叭壁曲线和内侧脊曲线均通过优化各自离散点坐标值的方式得到。

可选的，馈电线为同轴电缆，探针与同轴电缆的中央芯线为一体。

可选的，侧壁的直径与辐射喇叭的口径相差不超过10毫米。

可选的，后向辐射抑制器距离喇叭口的垂直距离通过优化计算得到，扼流槽的深度根据辐射喇叭的后向辐射大小确定。

从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：

1、现有技术中，由于喇叭口的电流较大，电流会顺着喇叭外壁流向喇叭底部，从而导致喇叭的后向辐射较大。为此，本发明创造性地在四脊喇叭上引入了后向辐射抑制器，该结构能够降低四脊喇叭馈源的后向辐射，进而降低天线的噪声温度，特别适合在宽频带双线极化低噪声温度条件下的应用。

2、本发明中的后向辐射抑制器结构简单，易于实现。

3、本发明喇叭具有较低的噪声温度，因而能够大大提高天线的灵敏度，从而能够减少馈源数量，减小天线口径，适用于射电天文领域等对馈源性能要求较高的天线中。

总之，本发明结构简单，易于实现，电性能优良，能够有效降低天线的噪声温度，是对现有技术的一种重要改进。

附图说明

为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的背景技术、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是，这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节；并且，因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容，在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外，这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定，当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时，需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误，还是附图中存在绘制错误。特别地，以下附图均为示例性质的图片，并非旨在暗示本专利的保护范围，本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容，可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。

图1是本发明实施例中宽频带双极化低噪声温度馈源的一种立体结构示意图；

图2是本发明实施例中宽频带双极化低噪声温度馈源的一种剖面结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。

如图1和2所示，一种宽频带双极化低噪声温度馈源，包括辐射喇叭1，辐射喇叭1的外壁上设有后向辐射抑制器3，后向辐射抑制器3包括与辐射喇叭1同轴的筒状侧壁31以及用于连接侧壁31和辐射喇叭1外壁的环形底板32，在底板32的阻挡作用下，侧壁31与辐射喇叭1外壁之间的空隙形成一个开口方向与辐射喇叭1喇叭口方向相同的扼流槽30，辐射喇叭1内设有四片呈十字形分布的、彼此不相接触的全等脊片2，脊片2的外侧边与辐射喇叭1的内壁紧贴且吻合，辐射喇叭1的底部设有反射板4，辐射喇叭1内在反射板4的上方还设有与辐射喇叭1的轴线方向垂直的探针5，探针5的末端连接有引至喇叭外的馈电线6。

可选的，仍见图2，每片脊片2在底部的相同位置处均具有一尺寸相同的矩形缺口7，该矩形缺口7位于探针5的下方，这些矩形缺口能够通过改变喇叭内部结构的方式使喇叭的驻波不高于2。

可选的，辐射喇叭的喇叭壁曲线以及脊片的内侧脊曲线均为拟合曲线。

可选的，馈电线6为同轴电缆，探针5与同轴电缆的中央芯线为一体。

可选的，侧壁31的直径与辐射喇叭1的口径相差不超过10毫米。由于侧壁成圆筒状，因此此处所谓的侧壁直径即指侧壁所成圆筒的直径。

上述实施例中，喇叭壁曲线、脊曲线和脊片厚度都是以天线灵敏度为优化目标而得到的。其中，喇叭壁曲线和脊曲线的初始值通过标准指数曲线表达式确定，将标准指数曲线用若干离散点表示，通过优化离散点的坐标值即可得到符合优化目标的曲线形状。

此外，后向辐射抑制器距离喇叭口的垂直距离也需要通过优化计算得到，而扼流槽的深度则是由喇叭的后向辐射的大小确定的，后向辐射越大，扼流槽的深度越深。需要注意的是，本领域技术人员完全可以在本专利的提示下自行计算上文提到的各种具体形状和尺寸，但这并不代表本专利的提示本身属于现有技术，事实上，本专利所公开的这些提示本身即是对本专利专利性做出贡献的一部分技术特征。

上述实施例中，通过对脊片脊曲线和喇叭壁曲线的赋形可以提高天线的口径效率，在喇叭壁上添加扼流槽可以降低喇叭的后向辐射，降低天线的噪声温度。口径效率的提高和噪声温度的降低大大提高了天线的灵敏度，这些优点能够减少馈源数量，减小天线口径，使得本发明特别适合应用在射电天文领域等对馈源性能要求较高的天线中。

此外，上述实施例中的脊片可以拓展喇叭的工作带宽，因此四脊喇叭可以工作在很宽的频率范围。并且，两组脊片可以实现双线极化，脊片和喇叭壁经过赋形可以提高天线的口径效率。由于在喇叭口的电流较大，电流顺着喇叭外壁流向喇叭底部，导致喇叭后向辐射较大，在喇叭外壁添加后向辐射抑制器可以减小流向喇叭底部的电流，也就减小了喇叭的后向辐射，降低了天线的噪声温度。

总之，本发明结构简单，易于实现，电性能优良，能够有效降低天线的噪声温度，是对现有技术的一种重要改进。

需要理解的是，上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述，并非暗示本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中，本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下，以不付出任何创造性劳动的形式，通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式，得到更多的具体实施方式，所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内，因此，这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

此外，出于简化叙述的目的，本专利也可能没有列举一些寻常的具体实施方案，这些方案是本领域普通技术人员在理解了本专利技术方案后能够自然而然想到的，显然，这些方案也应包含在本专利的保护范围之内。

出于简化叙述的目的，上述各具体实施方式对于技术细节的公开程度可能仅仅达到本领域技术人员可以自行决断的程度，即，对于上述具体实施方式没有公开的技术细节，本领域普通技术人员完全可以在不付出任何创造性劳动的情况下，在本专利技术方案的充分提示下，借助于教科书、工具书、论文、专利、音像制品等等已公开文献予以完成，或者，这些细节是在本领域普通技术人员的通常理解下，可以根据实际情况自行作出决定的内容。可见，即使不公开这些技术细节，也不会对本专利技术方案的公开充分性造成影响。

总之，在结合了本专利说明书对权利要求书保护范围的解释作用的基础上，任何落入本专利权利要求书涵盖范围的具体实施方案，均在本专利的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种宽频带双极化低噪声温度馈源，包括辐射喇叭，其特征在于，所述辐射喇叭的外壁上设有后向辐射抑制器，所述后向辐射抑制器包括与所述辐射喇叭同轴的筒状侧壁以及用于连接侧壁和辐射喇叭外壁的环形底板，在所述底板的阻挡作用下所述侧壁与辐射喇叭外壁之间的空隙形成一个开口方向与辐射喇叭喇叭口方向相同的扼流槽，所述辐射喇叭内设有四片呈十字形分布的、彼此不相接触的全等脊片，所述脊片的外侧边与所述辐射喇叭的内壁紧贴且吻合，所述辐射喇叭的底部设有反射板，所述辐射喇叭内在所述反射板的上方还设有与辐射喇叭的轴线方向垂直的探针，所述探针的末端连接有引至喇叭外的馈电线；

每片脊片在底部的相同位置处均具有一尺寸相同的矩形缺口，所述矩形缺口位于所述探针的下方，所述矩形缺口通过改变喇叭内部结构的方式使喇叭的驻波不高于2；

所述辐射喇叭的喇叭壁曲线、所述脊片的内侧脊曲线以及所述脊片的厚度均为以天线灵敏度为优化目标而得到，喇叭壁曲线和脊片的内侧脊曲线均为拟合曲线，所述喇叭壁曲线和内侧脊曲线的初始值均为取自标准指数曲线的离散点，所述喇叭壁曲线和内侧脊曲线均通过优化各自离散点坐标值的方式得到；

所述探针与所述同轴电缆的中央芯线为一体；所述侧壁的直径与所述辐射喇叭的口径相差不超过10毫米；所述后向辐射抑制器距离喇叭口的垂直距离通过优化计算得到，所述扼流槽的深度根据所述辐射喇叭的后向辐射大小确定。

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