CN109638408B - 一种应用于准动态缩比测试的v波段天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种应用于准动态缩比测试的V波段天线，包含：作为天线辐射单元的两块金属喇叭平面板，设置为V型结构；介质透镜，其设置在两块金属喇叭平面板之间；调节天线特征阻抗的短路针，其插在金属喇叭平面板底部的馈电波导；法兰盘，其设置在基座底端旁用于固定作用；馈电波导，其通过设置在法兰盘底部以实现与其它发射端连接。本发明是易于实现的V波段用于模拟引信波束的用于缩比测试的通用天线设计方法，为实现目标缩比测试提供测试天线；本发明不仅可应用于V波段的模拟引信波束的天线设计，也可适用其它波段的模拟引信波束的天线；本发明的天线在中心频点下的E面10dB天线波束宽度可以达到120°，H面的10dB天线波束宽度仅为4°。

Description

一种应用于准动态缩比测试的V波段天线
技术领域
本发明涉及V波段天线设计领域，特别涉及一种应用于准动态缩比测试的V波段天线。
背景技术
在导弹武器系统中，对目标的“探测→识别→定位→制导跟踪→引战配合”等步骤的每个部分都需要目标特性数据支撑。其中，地面雷达对目标探测、识别和定位依赖于远场特性；弹载雷达对目标的制导跟踪和引战配合依赖于近场电磁散射特性，目标近场RCS(Radar-Cross Section，雷达散射截面积)特性是影响末制导雷达跟踪精度与引信近程探测性能的关键因素。
目标近场动态散射特性的获取主要由室内缩比准动态测试和室外准动态测试这2种方式。其中，室内缩比准动态测试由于利用较小目标，且与测试过程中不受天气影响等优点越来越受到重视。根据电磁缩比原理，目标物理缩比比例与频率提升比例相同，由于引信波段的不断提升，V波段的准动态缩比测试系统就进一步得到关注。
目前，本领域涉及有一种毫米波引信天线，它包括介质板、镀在介质板正面的交叉馈电网络、镀在介质板背面的接地面、固定在接地面上的金属背板、安装在金属背板上的馈电连接器，所述介质板的中心设有第一通孔，接地面的中心设有第二通孔，金属背板的中心设有第三通孔，所述馈电连接器的探针穿过第三通孔、第二通孔和第一通孔并与交叉馈电网络连接，所述介质板正面镀有辐射面阵，所述辐射面阵中的每个方形辐射贴片均连接交叉馈电网络。该天线抗干扰性能好、易于弹体共形、结构简单、成本低、各项电性能参数良好,易于制作优点。
现有技术中，还研究了一种微带环形引信天线，其是一种新型引信天线波束形成系统，属于引信天线领域。该系统包括：天线阵、多路模数转换器、自适应数字信号处理子系统、波束形成网络。所述的自适应数字信号处理子系统包括：同步动态RAM、多通道缓冲串口、外部存储器接口、软件调试环境、硬件仿真器、硬件仿真接口、数字信号处理器。系统采用了阵列天线波束形成与零点技术，系统最佳权值向量在波束形成网络对各路模数转换器信号进行加权运算，得到引信天线波束形成的最优方向图。该发明在军事上有重要的应用价值，系统不仅能够对引信天线的主瓣角度实现可控,而且能够在干扰方向快速形成较深零陷，有效阻止了干扰信号从天线副瓣进入引信接收机。
目前，有研究者提出来一种应用于直升机防撞雷达的高口面效率V波段单脉冲双反射面卡塞格伦天线。口面分析方法的提出解决了V波段反射面天线口面相位分布不均匀的缺陷，从而有效地提高了口面的利用效率，但是，并未公开一种可应用于准动态缩比测试的V波段的天线设计的相关内容。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于准动态缩比测试的V波段天线，基于口面分析方法，制作口径为135mm、焦距为40.5mm的V波段卡赛格伦天线，且设计了由四个E面多缝隙电桥和四个四分之一波导波长延迟线级联构成的和差网络。经测试，该单脉冲天线在93GHz具有38.6dBi的和波束增益，相应的口面效率为54.7％；差波束的零深优于-22dB，副瓣电平小于-18dB。测试结果与基于口面分析方法的仿真结果吻合，从而证明本发明所研究的天线可以应用于高口面效率的V波段单脉冲系统中，能够解决在V波段模拟引信天线的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种应用于准动态缩比测试的V波段天线，包含：
作为天线辐射单元的两块金属喇叭平面板，均设置为V型结构；
介质透镜，其设置在所述两块金属喇叭平面板之间；
用于固定所述V波段天线的法兰盘，其设置在所述金属喇叭平面板底部的基座底端旁；
馈电波导，其通过设置在所述法兰盘底部以实现与其它发射端连接；
调节天线特征阻抗的短路针，其插在所述金属喇叭平面板底部的馈电波导。
优选地，所述两块金属喇叭平面板竖向放置，窄端作为下部，宽端作为上部。
优选地，所述两块金属喇叭平面板关于所述介质透镜成镜像对称。
优选地，所述介质透镜采用双曲面介质透镜。
优选地，所述金属喇叭平面板一侧表面上设置有用于连接两个金属喇叭平面板的若干个金属螺钉。
优选地，所述若干个金属螺钉沿着金属喇叭平面板两夹角边的外边缘并按一定间距均匀分布。
优选地，每两个相邻的金属螺钉的间距为λ/2，λ为天线工作波长。
优选地，所述介质透镜对应的方程为：
Figure GDA0002807270340000031
式中，Fm表示双曲面介质透镜到金属喇叭平面板焦点的距离，x表示双曲透镜沿一定轴线延伸的距离。
优选地，所述传输波导的长边长度为2.25mm，短边长度为1mm，传输波导的TE10模的截止频率为66.62GHz。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明以喇叭天线为基础，是一种易于实现的V波段用于模拟引信波束的用于缩比测试的通用天线设计方法，为实现目标缩比测试提供测试天线；(2)本发明提供的应用于准动态缩比测试的V波段的天线设计的方法，其形式不仅可以应用于V波段的模拟引信波束的天线设计，也可以适用于其它波段的模拟引信波束的天线设计；(3)本发明所设计的天线在中心频点下的E面10dB天线波束宽度可以达到120°，H面的10dB天线波束宽度仅为4°。
附图说明
图1本发明的应用于准动态缩比测试的V波段的天线的侧视图；
图2本发明的应用于准动态缩比测试的V波段的天线的底视图；
图3本发明的应用于准动态缩比测试的V波段天线的仿真结果。
具体实施方式
为了使本发明更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明的应用于准动态缩比测试的V波段天线包括：介质透镜1、两块金属喇叭平面板、短路针4、法兰盘5和馈电波导6。其中，两块金属喇叭平面板(第一金属喇叭平面板21和第二金属喇叭平面板22)均为V型结构，两块金属喇叭平面板竖向放置并且相互平行，构成天线的主要辐射单元，该V型结构的窄端作为底部，宽端作为上部。介质透镜1位于两块金属喇叭平面板之间，该介质透镜1采用双曲面介质透镜形式，两块金属喇叭平面板关于介质透镜1成镜像对称。
如图1所示，在金属喇叭平面板侧表面上沿着两夹角边的外边缘按照一定间距(均匀分布)固定若干个个金属螺钉3，用于连接两个金属喇叭平面板。
如图1和图2结合所示，金属喇叭平面板底部连接有一基座，法兰盘5连接在金属喇叭平面板底部的基座底端旁用于固定作用。法兰盘5底端设置有馈电波导6，即法兰盘5主要起到连接天线的馈电波导6与其它发射端的作用。短路针4插在该馈电波导6上，并延伸到该馈电波导6内，通过改变短路针4在该馈电波导6内的长度用于调节天线的特征阻抗，进而形成匹配，达到电磁波最大传输的作用。
本实施例中，介质透镜1的对应方程为
Figure GDA0002807270340000041
式中，Fm表示双曲面介质透镜到金属喇叭平面板焦点的距离，x表示双曲透镜沿一定轴线延伸的距离，相对介电常数选取3.5。
每两个相邻的金属螺钉3的间距为λ/2(λ为天线工作波长)，可以起到屏蔽电磁波的作用，进而用于控制天线内部电磁波走向，使电磁波沿着一定方向辐射。
本实施例中，天线的传输波导的长边长度为2.25mm，短边长度为1mm，传输波导TE10模的截止频率为66.62GHz。
如图3所示为本发明实施例提供的应用于准动态缩比测试的V波段天线设计的仿真结果，图3的横坐标表示角度(°)，纵坐标表示增益(dBi)，所设计的天线在中心频点下的E面10dB天线波束宽度可以达到120°，H面的10dB天线波束宽度仅为4°。
综上所述，本发明以喇叭天线为基础，是易于实现的V波段用于模拟引信波束的用于缩比测试的通用天线设计方法，为实现目标缩比测试提供测试天线；本发明提供的应用于准动态缩比测试的V波段的天线设计的方法，其形式不仅可以应用于V波段的模拟引信波束的天线设计，也可以适用于其它波段的模拟引信波束的天线设计。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种应用于准动态缩比测试的V波段天线，其特征在于，包含：
作为天线辐射单元的两块金属喇叭平面板，均设置为V型结构，所述两块金属喇叭平面板竖向放置，窄端作为下部，宽端作为上部；
介质透镜(1)，其设置在所述两块金属喇叭平面板之间，两块金属喇叭平面板关于所述介质透镜(1)成镜像对称，所述介质透镜(1)采用双曲面介质透镜；
用于固定所述V波段天线的法兰盘(5)，其设置在所述金属喇叭平面板底部的基座底端旁；
馈电波导(6)，其设置在所述法兰盘(5)底部以实现与其它发射端连接；
短路针(4)插在该馈电波导(6)上，并延伸到该馈电波导(6)内，通过改变短路针(4)在该馈电波导(6)内的长度调节天线特征阻抗。
2.如权利要求1所述的应用于准动态缩比测试的V波段天线，其特征在于，所述金属喇叭平面板一侧表面上设置有用于连接两个金属喇叭平面板的若干个金属螺钉(3)。
3.如权利要求2所述的应用于准动态缩比测试的V波段天线，其特征在于，所述若干个金属螺钉(3)沿着金属喇叭平面板两夹角边的外边缘并按一定间距均匀分布。
4.如权利要求3所述的应用于准动态缩比测试的V波段天线，其特征在于，每两个相邻的金属螺钉(3)的间距为λ/2，λ为天线工作波长。
5.如权利要求1所述的应用于准动态缩比测试的V波段天线，其特征在于，所述介质透镜(1)对应的方程为：
Figure FDA0002919600240000011
式中，Fm表示双曲面介质透镜到金属喇叭平面板焦点的距离，x表示双曲面介质透镜沿其轴线延伸的距离。
6.如权利要求1所述的应用于准动态缩比测试的V波段天线，其特征在于，V波段天线的传输波导的长边长度为2.25mm，短边长度为1mm，传输波导的TE10模的截止频率为66.62GHz。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114498040B (zh) * 2022-01-19 2023-03-24 西安电子科技大学 基于双脊间隙波导的波束可重构的h面喇叭天线
CN116633454B (zh) * 2023-07-24 2023-10-03 成都天成电科科技有限公司 引信天线滚动面的测试方法、设备及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101179155A (zh) * 2007-11-12 2008-05-14 杭州电子科技大学 包含滤波器功能的h面扇形喇叭天线
CN204067583U (zh) * 2014-09-25 2014-12-31 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 一种介质透镜天线
CN105140653A (zh) * 2015-08-05 2015-12-09 西安电子科技大学 基于平面介质透镜的平板波导cts天线宽频带馈电线源
EP3113286A1 (fr) * 2015-07-03 2017-01-04 Thales Formateur de faisceaux quasi-optique a lentille et antenne plane comportant un tel formateur de faisceaux

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2492081B (en) * 2011-06-20 2014-11-19 Canon Kk Antenna lens including holes and different permittivity layers
US20140333497A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 Henry Cooper Focal lens for enhancing wideband antenna
CN106099374A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 电子科技大学 一种介质加载的siw棱锥喇叭天线及其设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101179155A (zh) * 2007-11-12 2008-05-14 杭州电子科技大学 包含滤波器功能的h面扇形喇叭天线
CN204067583U (zh) * 2014-09-25 2014-12-31 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 一种介质透镜天线
EP3113286A1 (fr) * 2015-07-03 2017-01-04 Thales Formateur de faisceaux quasi-optique a lentille et antenne plane comportant un tel formateur de faisceaux
CN105140653A (zh) * 2015-08-05 2015-12-09 西安电子科技大学 基于平面介质透镜的平板波导cts天线宽频带馈电线源

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
内嵌异向介质平板透镜型喇叭天线特性研究;吴群等;《电波科学学报》;20080229;第23卷(第1期);第49-54页 *
基于介质透镜的太赫兹引信天线技术;张立东等;《太赫兹科学与电子信息学报》;20150228;第13卷(第1期);第32-34页 *

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