CN111987475A - X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，包括依次连接的双极化激励段、模转换段、辐射喇叭，所述双极化激励段包括喇叭前段、设置在喇叭前段上的端盖、设置在喇叭前段内部的脊以及设置在喇叭前段上用于馈电的两个插座。本发明实现了馈源的极化扭转，且在扭转过程中，馈源的性能变化能够满足使用需求。

Description

X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源
技术领域
本发明属于天线技术，具体为一种X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源。
背景技术
应用于外场动态RCS成像雷达分系统的X/Ku频段卡塞格伦天线中的馈源为一种双极化波纹喇叭天线。波纹喇叭天线采用轴向槽设计以实现超低的交叉极化性能，用极化分集器实现两个端口的高隔离度。由于外场动态RCS成像雷达分系统为路基系统，不存在设备的纵横摇摆情况，故天线的极化无需考虑极化损耗情况。
当设备应用于舰载时，必须考虑海面上舰船的纵横摇摆对于天线极化的影响。天线的极化由馈源的极化决定，现有方案中的双极化波纹喇叭天线无法实现极化扭转。故对馈源的极化可扭转提出了要求。馈源在极化扭转过程中，需要保证馈源的插入损耗与驻波系数的变化在一定范围内，并且对两个极化端口的隔离度提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，包括依次连接的双极化激励段、模转换段、辐射喇叭，所述双极化激励段包括喇叭前段、设置在喇叭前段上的端盖、设置在喇叭前段内部的脊以及设置在喇叭前段上用于馈电的两个插座。
优选地，两个插座间距为0.7mm，且正交插入喇叭前段。
优选地，所述插座为SMA插座。
优选地，所述脊为渐变脊，脊曲线方程为：
y＝2.9005e0.02z-2.547
z＝0～90mm。
优选地，所述模转换段包括喇叭中段、若干喇叭圆片、轴承压盖、套筒以及精密交叉滚子轴承，所述若干喇叭圆片设置在喇叭中段上形成环加载波纹槽，所述交叉滚子轴承的内圈与喇叭前段固定连接，所述交叉滚子轴承的外圈与套筒固定，套筒固定在喇叭中段上。
优选地，所述喇叭中段上设有过渡套，所述过渡套起到支撑作用。
优选地，所述喇叭前段与喇叭中段间形成扼流槽结构。
优选地，所述辐射喇叭包括波纹喇叭和喇叭罩，波纹喇叭口径为101.848mm，张角为32°。
优选地，波纹间距为6mm，波纹宽度为4.5mm。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明实现了馈源的极化扭转，且在扭转过程中，馈源的性能变化能够满足使用需求；馈源端口隔离度高，辐射特性良好。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明原理框图。
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，包括依次连接的双极化激励段2、模转换段13、辐射喇叭。
如图2所示，所述双极化激励段2包括喇叭前段3、设置在喇叭前段3上的端盖、设置在喇叭前段3内部的脊以及设置在喇叭前段3上用于馈电的两个插座5。
进一步的实施例中，两个插座5间距为0.7mm，且正交插入喇叭前段3。
具体地，插座5为SMA插座，穿过上脊的通孔后与下脊短路连接，实现对馈源的馈电。
进一步的实施例中，所述脊为渐变脊，脊曲线方程为：
y＝2.9005e0.02z-2.547(z＝0～90mm)。
在本发明中，所述喇叭前段3与设置在喇叭前段3内部的脊构成四脊传输波导4，并在四脊传输波导4内形成隔离反射腔；所述脊包括垂直极化方向的双脊以及水平极化方向的双脊，两个插座5分别为垂直极化方向的插座以及水平极化方向的插座，垂直极化方向的双脊与垂直极化方向的插座构成垂直极化激励器，水平极化方向的双脊与水平极化方向的插座构成水平极化激励器。通过在喇叭前段3中垂直放置的两组激励探针与两个技术方向的脊，在两个不同的特征面上激励起垂直、水平双线极化，通过隔离反射腔降低垂直/水平极化激励器产生的垂直/水平双极化之间的耦合及改善馈源的匹配，并通过四脊传输波导在宽频带内传输垂直/水平双线极化波。
所述模转换段13包括喇叭中段10、若干喇叭圆片12、轴承压盖8、套筒7以及精密交叉滚子轴承9，所述若干喇叭圆片12设置在喇叭中段10上形成环加载波纹槽，所述交叉滚子轴承9的内圈与喇叭前段3固定连接，所述交叉滚子轴承9的外圈与套筒7固定，套筒固定在喇叭中段10上。
所述喇叭中段10上设有过渡套6，所述过渡套6起到支撑作用。
所述喇叭前段3与喇叭中段10间形成扼流槽11结构。
本发明中，喇叭前段3与喇叭中段10通过交叉滚子轴承9连接，并通过交叉滚子轴承9实现相互旋转；在电性能方面，通过扼流槽11结构实现电短路。
所述模转换段13的主要功能是将圆波导传输的H11模转换成圆锥波纹喇叭14的工作模式HE11模和频带高端的EH12模，同事保证了模式转换时有较低的驻波，并与辐射段匹配好。
所述辐射喇叭包括波纹喇叭14和喇叭罩15，所述波纹喇叭14主要是控制波束的形成，实现所要求的辐射特性，确定所要求的口径场分布。喇叭罩15用于对馈源喇叭进行密封保护。
进一步的实施例中，波纹喇叭14口径为101.848mm，张角为32°，边缘照射角为22.5°，边缘照射电平为-6dB～-19dB，馈源相位中心处的远区场相位平坦分布。波纹间距为6mm，波纹宽度为4.5mm。
本发明采用旋转关节实现馈源的极化扭转，采用双极化激励段2实现馈源两端口的隔离度，并且采用波纹喇叭14实现良好的辐射特性。
本发明馈源极化可扭转，且在扭转过程中馈源的性能变化能够满足使用需求；馈源两端口的高隔离度；馈源具有天线所要求的边缘照射电平与相位以及口径场幅度分布。

Claims (9)

1.一种X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，包括依次连接的双极化激励段(2)、模转换段(13)、辐射喇叭，所述双极化激励段(2)包括喇叭前段(3)、设置在喇叭前段(3)上的端盖、设置在喇叭前段(3)内部的脊以及设置在喇叭前段(3)上用于馈电的两个插座(5)。
2.根据权利要求1所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，两个插座(5)间距为0.7mm，且正交插入喇叭前段(3)。
3.根据权利要求1所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，所述插座(5)为SMA插座。
4.根据权利要求1所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，所述脊为渐变脊，脊曲线方程为：
y＝2.9005e0.02z-2.547
z＝0～90mm。
5.根据权利要求1所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，所述模转换段(13)包括喇叭中段(10)、若干喇叭圆片(12)、轴承压盖(8)、套筒(7)以及精密交叉滚子轴承(9)，所述若干喇叭圆片(12)设置在喇叭中段(10)上形成环加载波纹槽，所述交叉滚子轴承(9)的内圈与喇叭前段(3)固定连接，所述交叉滚子轴承(9)的外圈与套筒(7)固定，套筒固定在喇叭中段(10)上。
6.根据权利要求5所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，所述喇叭中段(10)上设有过渡套(6)，所述过渡套(6)起到支撑作用。
7.根据权利要求5所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，所述喇叭前段(3)与喇叭中段(10)间形成扼流槽(11)结构。
8.根据权利要求1所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，所述辐射喇叭包括波纹喇叭(14)和喇叭罩(15)，波纹喇叭(14)口径为101.848mm，张角为32°。
9.根据权利要求8所述的X/Ku频段极化可扭转双极化波纹喇叭馈源，其特征在于，波纹间距为6mm，波纹宽度为4.5mm。
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