CN109672024B - 一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构 - Google Patents

一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109672024B
CN109672024B CN201811412916.2A CN201811412916A CN109672024B CN 109672024 B CN109672024 B CN 109672024B CN 201811412916 A CN201811412916 A CN 201811412916A CN 109672024 B CN109672024 B CN 109672024B
Authority
CN
China
Prior art keywords
horn
ridge
antenna
polarization
oblique
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
Application number
CN201811412916.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109672024A (zh
Inventor
何清明
何亚东
鞠靖煜
李智
于伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest China Research Institute Electronic Equipment
Original Assignee
Southwest China Research Institute Electronic Equipment
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest China Research Institute Electronic Equipment filed Critical Southwest China Research Institute Electronic Equipment
Priority to CN201811412916.2A priority Critical patent/CN109672024B/zh
Publication of CN109672024A publication Critical patent/CN109672024A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109672024B publication Critical patent/CN109672024B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
    • H01Q13/0275—Ridged horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 
    • H01Q15/242—Polarisation converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/08—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for modifying the radiation pattern of a radiating horn in which it is located

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明涉及电磁场和微波技术领域，特别是一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法。包括以下过程：采用E面双脊导波激励四脊喇叭获得宽波束，在四脊喇叭口面形成E面径向场分布；在四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片对天线宽波束进行整形；在天线口面加装斜极化器实现极化扭转。本发明采用E面双脊波导激励四脊喇叭再加半圆形金属片方向图整形的方法，实现了径向模喇叭的小型化问题。使喇叭天线辐射方向图与径向模喇叭相近，口径尺寸压缩了40%，带宽可达3：1。在方位面上±45°内增益不小于3dB。本发明还公开了一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构。

Description

一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构
技术领域
本发明涉及电磁场和微波技术领域，特别是一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构。
背景技术
宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线目前多采用径向模喇叭外加斜极化器实现。径向模喇叭就是E面窄口径波导和径向波导组合而成的一种天线形式。径向模喇叭的径向段口径半径较大通常在2个波长以上。径向模喇天线的口径尺寸大导致其应用范围受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构。
本发明采用的技术方案如下：一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法,包括以下过程：采用E面双脊导波激励四脊喇叭获得宽波束，在四脊喇叭口面形成E面径向场分布；在四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片对天线宽波束进行整形；在天线口面加装斜极化器实现极化扭转。
进一步的，所述斜极化器采用柱面斜极化器，天线口面的电力线在E面呈现的形状具有圆弧形。
进一步的，加装的斜极化器包括4层重叠的斜极化片，所述斜极化片为柱面形，所述半圆形金属片在柱面形的空心内部。
进一步的，所述斜极化片上的极化栅由一系列平行金属线构成。
进一步的，所述斜极化片之间设置低损耗泡沫支撑材料。
本发明还公开了一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构，包括四脊喇叭、半圆形金属片和斜极化器，所述四脊喇叭采用E面双脊导波激励，所述四脊喇叭口面形成E面径向场分布，所述四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片，所述天线口面加装斜极化器。
进一步的，所述斜极化器包括4层重叠的斜极化片，所述斜极化片为柱面形，所述半圆形金属片在柱面形的空心内部。
进一步的，所述斜极化片上的极化栅由一系列平行金属线构成。
进一步的，所述斜极化片之间设置低损耗泡沫支撑材料。
进一步的，所述宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构还包括固定极化罩的玻璃钢支撑架，所述固定极化罩的玻璃钢支撑架用于替代天线口面部分的天线罩。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明采用E面双脊波导激励四脊喇叭再加半圆形金属片方向图整形的方法，实现了径向模喇叭的小型化问题。使喇叭天线辐射方向图与径向模喇叭相近，口径尺寸压缩了40%，带宽可达3：1。在方位面上±45°内增益不小于3dB。
附图说明
图1是本发明的宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构示意图。
图2是本发明的玻璃钢支撑架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法,包括以下过程：
采用E面双脊导波激励四脊喇叭获得宽波束特征，在四脊喇叭口面形成E面径向场分布；双脊波导和四脊波导的宽带特性实现天线的宽带化，这种组合设计方法的优势是使天线的物理尺寸有效压缩。
在四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片对天线宽波束进行整形；保证天线具有与径向模喇叭天线相近的辐射特性，使天线在频带范围内的波束一致。而天线的口径则压缩到1个波长以内。
在天线口面加装斜极化器实现极化扭转；保证天线在宽角范围内斜极化特性而不致方向图畸变。
优选地，所述斜极化器采用柱面斜极化器，使天线口面的电力线在E面呈现的形状具有圆弧形。采用柱面斜极化器的最大优点是使宽角范围内极化器与电力线的夹角基本不变。
优选地，加装的斜极化器包括4层重叠的斜极化片，所述斜极化片为柱面形，所述半圆形金属片在柱面形的空心内部。
优选地，所述斜极化片上的极化栅由一系列平行金属线构成，极化栅角度逐渐过渡实现极化的扭转。
优选地，所述斜极化片之间设置低损耗泡沫支撑材料。低损耗泡沫支撑材料主要起支撑极化片的作用，保证各层极化片间距一致，同时减小电磁波在极化片间传播的介质损耗。
如图1所示，本发明还公开了一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构，包括四脊喇叭、半圆形金属片和斜极化器，所述四脊喇叭采用E面双脊导波激励，四脊喇叭主要完成波导内电磁信号到自由空间辐射的过度，保证喇叭口面各辐射方向相位一致，提高波束质量，所述四脊喇叭口面形成E面径向场分布，双脊波导和四脊波导的宽带特性实现天线的宽带化；所述四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片，保证天线具有与径向模喇叭天线相近的辐射特性；所述天线口面加装斜极化器，实现极化扭转。
本实施例的喇叭天线，双脊喇叭天线由后入式同轴波导转换馈入，经过双脊波导传输至双脊喇叭段，对外辐射出水平极化电磁波。在喇叭口面安装了斜极化器，将口面辐射出的水平极化波转换为斜45°线极化波，再向自由空间辐射；实现了天线的小型化、宽频带及高增益。
优选地，所述斜极化器包括4层重叠的斜极化片，所述斜极化片为柱面形，所述半圆形金属片在柱面形的空心内部。采用柱面斜极化器或斜极化片的最大优点是使宽角范围内极化器与电力线的夹角基本不变。
优选地，所述斜极化片上的极化栅由一系列平行金属线构成，极化栅角度逐渐过渡实现极化的扭转。
优选地，所述斜极化片之间设置低损耗泡沫支撑材料，极化片同时采用低损耗介质基材印制薄片，减少介质损耗，提高天线功率容量；低损耗泡沫支撑材料的表面作防潮处理避免吸潮。
优选地，如图2所示，所述宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构还包括固定极化罩的玻璃钢支撑架，将天线罩在天线口面的部分去除，所述固定极化罩的玻璃钢支撑架用于替代天线口面部分的天线罩。极化片无金属极化栅的一面和外部空间接触。所述玻璃钢支撑架主要完成支撑作用，提高天线的可靠性；同时上述方法可以增大天线功率容量。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法,其特征在于，包括以下过程：采用E面双脊波导激励四脊喇叭获得宽波束，在四脊喇叭口面形成E面径向场分布；在四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片对天线宽波束进行整形；在天线口面加装斜极化器实现极化扭转；所述斜极化器采用柱面斜极化器，天线口面的电力线在E面呈现的形状具有圆弧形；加装的斜极化器包括4层重叠的斜极化片，所述斜极化片为柱面形，所述半圆形金属片在柱面形的空心内部。
2.如权利要求1所述的宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法,其特征在于，所述斜极化片上的极化栅由一系列平行金属线构成。
3.如权利要求2所述的宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法,其特征在于，所述斜极化片之间设置低损耗泡沫支撑材料。
4.一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构，其特征在于，包括四脊喇叭、半圆形金属片和斜极化器，所述四脊喇叭采用E面双脊波导激励，所述四脊喇叭口面形成E面径向场分布，所述四脊喇叭波导口面设置半圆形金属片，所述天线口面加装斜极化器；所述斜极化器包括4层重叠的斜极化片，所述斜极化片为柱面形，所述半圆形金属片在柱面形的空心内部。
5.如权利要求4所述的宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构，其特征在于，所述斜极化片上的极化栅由一系列平行金属线构成。
6.如权利要求5所述的宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构，其特征在于，所述斜极化片之间设置低损耗泡沫支撑材料。
7.如权利要求6所述的宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构，其特征在于，所述宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的结构还包括固定极化罩的玻璃钢支撑架，所述固定极化罩的玻璃钢支撑架用于替代天线口面部分的天线罩。
CN201811412916.2A 2018-11-23 2018-11-23 一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构 Active CN109672024B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811412916.2A CN109672024B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811412916.2A CN109672024B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109672024A CN109672024A (zh) 2019-04-23
CN109672024B true CN109672024B (zh) 2020-06-16

Family

ID=66142702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811412916.2A Active CN109672024B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109672024B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110459857B (zh) * 2019-06-27 2024-05-24 安徽四创电子股份有限公司 一种用于船舶交通管理系统的雷达天线
CN111525258B (zh) * 2020-06-18 2021-03-16 航天特种材料及工艺技术研究所 一种多夹层结构天线罩
CN114421137A (zh) * 2022-01-18 2022-04-29 中国电子科技集团公司第三十九研究所 一种宽带扇形波束圆极化天线及系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577283B2 (en) * 2001-04-16 2003-06-10 Northrop Grumman Corporation Dual frequency coaxial feed with suppressed sidelobes and equal beamwidths
CN102694264A (zh) * 2012-05-31 2012-09-26 南京冠君科技有限公司 1-4GHz宽带馈源线极化喇叭
CN104466403B (zh) * 2014-12-05 2017-08-11 安徽四创电子股份有限公司 圆极化精密近进仰角天线的相控阵
CN106785462A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 中国科学院新疆天文台 一种超宽带介质加载四脊喇叭馈源

Also Published As

Publication number Publication date
CN109672024A (zh) 2019-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109672024B (zh) 一种宽带高增益宽波束斜极化喇叭天线的实现方法及结构
Kedze et al. A metasurface-based wide-bandwidth and high-gain circularly polarized patch antenna
CN110890629B (zh) 一种低剖面宽角扫描的全金属多波束透镜天线
CN113013638A (zh) 一种宽带折叠式平面反射阵列天线
JPS591001B2 (ja) ツウフウシキコウゾウ ノ ハンシヤキ オ ユウスル アンテナシステム
Li et al. Wideband circularly polarized pyramidal horn antenna based on spoof surface plasmon polaritons
CN113851856A (zh) 一种基于四脊波导的宽带高增益金属透镜天线
Budarapu et al. Performance enhancement of patch antenna using ris and metamaterial superstrate for wireless applications
CN112271444A (zh) 一种高增益双极化siw-cts天线阵
Deng et al. Performance enhancement of novel antipodal Vivaldi antenna with irregular spacing distance slots and modified-w-shaped metamaterial loading
CN114614249A (zh) 一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线
Ge et al. Low-profile high-gain endfire antenna with circular polarization
RU2435262C1 (ru) Многолучевая зеркальная антенна
Brizzi et al. Woodpile EBG-based antennas for body area networks at 60GHz
Tariq et al. Metasurface based antenna array with improved performance for millimeter wave applications
Han et al. Near-Field Focusing mmWave Leaky Wave Antenna for Enhanced Wireless Power Transfer
Serhal et al. Multifed sectoral EBG antenna for WiMAX applications
CN110098460A (zh) 一种基于电调等离子体的可重构宽带天线
CN113922063B (zh) 能够增加不同谐振频点天线增益的微带结构阵列及使用
JPH09121116A (ja) 平面アンテナ
CN220553598U (zh) 一种天线单元、天线及基站
Sharma et al. Metasurface-enabled full 360° azimuth surface-level beam scanning antenna system
US20230170608A1 (en) Radome cover design for beamforming antenna
Cheng et al. Wideband Multibeam Shared-Aperture Geodesic Half-Maxwell Fish-Eye Lens Antenna Based on 3D Printed Technology for 5G Applications
Farahbakhsh et al. A wideband high-gain and high-efficiency slot array antenna based on groove gap waveguide

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant