CN114639964A - 一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，包括辐射喇叭、TE21模耦合器、口径变换段和折叠装置，TE21模耦合器的一端连接有辐射喇叭，TE21模耦合器的另一端连接有口径变换段，所述口径变换段远离TE21模耦合器的一端连接有折叠装置，所述折叠装置完成系统馈源的折叠，本发明所述折叠装置是通过多个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的，有一个很小的间隙，可分离部分是上下嵌套的，形成扼流槽，包裹着电磁波不泄露出去，可以保证电磁波无损耗传输。

Description

一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统
技术领域
本发明涉及反射面天线技术领域，具体涉及一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统。
背景技术
对于低频段的单脉冲测控雷达天线系统，多采用双反射面体制，由于尺寸大，在运输和架设过程中不仅发射面天线进行分块折叠，馈源系统也需要进行折叠。现有技术中一般采用的方法是多模块组装形式，就需要多馈源系统进行拆装，安装精度存在误差，不仅耗时耗力，同时影响系统整体性能；另外现有技术中的折叠馈源是利用馈源的馈电波导进行360度弯折形式，利用多个铰链将波导多次弯折形成，结构尺寸庞大，复杂度高。
因此，能否研制出一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，从而实现整体天线构造的高集成性需求，为本领域技术人员近年来所亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，目的在于解决在运输和架设过程中需要对馈源系统也需要进行折叠的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，包括辐射喇叭、TE21模耦合器、口径变换段和折叠装置，TE21模耦合器的一端连接有辐射喇叭，TE21模耦合器的另一端连接有口径变换段，所述口径变换段远离TE21模耦合器的一端连接有折叠装置；
所述折叠装置完成系统馈源的折叠。
作为本发明进一步的方案：所述辐射喇叭采用大张角波纹喇叭。
作为本发明进一步的方案：所述折叠装置采用上下嵌套的扼流槽结构构成。
作为本发明进一步的方案：所述折叠装置通过多个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的形成间隙，使分离部分上下嵌套，形成扼流槽。
作为本发明进一步的方案：可折叠馈源系统的折叠角度>0°。
作为本发明进一步的方案：所述TE21模耦合器包括圆波导的主波导和矩形波导的副波导。
作为本发明进一步的方案：所述TE21模耦合器的耦合臂是八个或四个。
作为本发明进一步的方案：四臂的TE21模耦合器用于线极化工况。
作为本发明进一步的方案：八臂的TE21模耦合器能够用于圆极化工况或用于线极化工况。
作为本发明进一步的方案：所述TE21模耦合器的耦合孔数为多个。
本发明的有益效果：
(1)本发明是馈源系统是可折叠的，应用于单脉冲测控雷达天线系统中；
(2)本发明馈源的折叠装置可以进行0°～90°或更大角度的折叠，解决大型单脉冲测控雷达天线系统运输过程中需要拆卸难题；
(3)本发明所述折叠装置是通过多个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的，有一个很小的间隙，可分离部分是上下嵌套的，形成扼流槽，包裹着电磁波不泄露出去，可以保证电磁波无损耗传输。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明立体图的结构示意图；
图2是本发明图1的剖面图结构示意图；
图3是本发明折叠装置放大图的结构示意图；
图4是本发明折叠的结构示意图。
图中：1、辐射喇叭；2、TE21模耦合器；3、折叠装置；4、TE21模耦合器的矩形副波导一；5、TE21模耦合器的矩形副波导二；6、口径变换段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3所示，本发明为一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，该可折叠馈源系统工作在S波段，应用于单脉冲测控雷达天线系统中，包括辐射喇叭1、TE21模耦合器2、折叠装置3和口径变换段6；
其中，辐射喇叭1的一端与TE21模耦合器2的一端连接，TE21模耦合器2的另一端与口径变换段6的一端连接，口径变换段6的另一端连接有折叠装置3；
其中，辐射喇叭1采用大张角波纹喇叭；
TE21模耦合器2包括圆波导的主波导和矩形波导的副波导，副波导包括TE21模耦合器的矩形副波导一4和TE21模耦合器的矩形副波导二5；
其中，折叠装置3采用上下嵌套的扼流槽结构形式实现。
TE21模耦合器2的耦合臂是八个或四个，对四臂TE21模耦合器2用于线极化情况，八臂TE21模耦合器2即能够应用于圆极化情况也能够应用于线极化情况，且TE21模耦合器2的耦合孔数为多个；
折叠装置3是通过多个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的，有一个很小的空隙，分离部分是上下嵌套的，形成扼流槽，包裹着电磁波不泄露出去，可以保证电磁波无损耗传输。
可折叠馈源系统的折叠装置3能够进行0-90°或更大角度的折叠，能够解决大型单脉冲测控雷达天线系统运输过程中需要拆卸的难题。
具体工作过程如下
可折叠馈源系统工作在S波段，具体工作频段为：2010MHz-2035MHz。
单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统是作为反射面天线照射馈源使用，普通喇叭天线，由于口径场的不对称性，其两主平面的方向图也不对称，两主平面的相位中心也不重合，因而不适宜做旋转对称型反射面天线的馈源；
本方案工作过程中设置辐射喇叭1在角度±45°内，波束电平下降15dB左右，同时应满足TE21模耦合器2工作时具有和TE11模耦合器尽量一致的波束特性，以合理处理和差矛盾，因此，辐射喇叭1采用大张角波纹喇叭形式，三维模型参见图1；
若TE21模耦合器2采用单臂耦合在自跟踪系统中由于破坏了圆波导的对称性，影响和信号的幅度和相位，而且不同极化与小孔位置的极化影响不同，因此一般很少直接采用单臂，而是采用四臂或八臂结构；
对于线极化系统选用四臂TE21模耦合器2，既能实现线极化也能实现圆极化系统选用八臂TE21模耦合器2，具体的，本工作过程采用八臂的TE21模耦合器2，信号通过TE21模耦合器2，的主波导传输，差信号通过耦合缝隙耦合到副波导中传输，本工作过程中TE21模耦合器2采用的是排列不等间距的矩形倒圆角的24个耦合孔结构，实现对TE11模的抑制度达到40dB以上。
本工作过程在S波段的口径为6米的反射面系统中，作为反射面的初级辐射器，按照焦径比0.3推算出，焦距1.8米，馈源系统长度达1.6米，在运输和架设中纵向尺寸太长，分块组装存在多次装配误差大的情况，对于系统整体性能无法保证；利用弯曲波导加同轴铰链实现馈源折叠的方法，在S波段显然尺寸太大。
故本工作过程给出利用折叠装置3进行馈源的折叠方案，折叠装置3是通过3个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的，有一个很小的间隙，间隙尺寸为0.1mm，可分离部分是上下嵌套的，形成扼流槽，包裹着电磁波不泄露出去，可以保证电磁波无损耗传输；
当运输过程中，通过折叠装置3将馈源系统一分为二，折叠装置3的一端保持不动，仍然通过相应的结构件与发射面上的结构连接；另一端连接着口径变换段6、TE21模耦合器2、辐射喇叭1成为一个整体，通过相应的结构装置进行折叠，完成系统的折叠动作。
本发明的工作原理：TE21模耦合器2的主波导是圆波导，其主模是TE11模，传输的是和波束信号，用于单脉冲雷达的通信；TE21模以及其简并模耦合到副波导中，传输差波信号，用于信号的跟踪；
为避免大型天线系统反复拆装后安装精度无法保证，运输过程中无法整个天线直接运输，需要对天线进行折叠或拆装，故本发明的可折叠馈源系统，折叠方法是通过折叠装置使单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统通过折叠装置3一分为二，折叠示意图见图4，使得位于折叠装置3一端的辐射喇叭1、TE21模耦合器2、口径变换段6以及折叠装置3的一部分为一个整体，与折叠装置3的另外一部分进行分离，从而形成折叠功能。
如图3所示，折叠装置3是通过多个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的，有一个很小的间隙，可分离部分是上下嵌套的，形成扼流槽，包裹着电磁波不泄露出去，可以保证电磁波无损耗传输。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，包括辐射喇叭(1)、TE21模耦合器(2)、口径变换段(6)和折叠装置(3)，其特征在于：TE21模耦合器(2)的一端连接有辐射喇叭(1)，TE21模耦合器(2)的另一端连接有口径变换段(6)，所述口径变换段(6)远离TE21模耦合器(2)的一端连接有折叠装置(3)；
所述折叠装置(3)完成系统馈源的折叠。
2.根据权利要求1所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，所述辐射喇叭(1)采用大张角波纹喇叭。
3.根据权利要求1所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，所述折叠装置(3)采用上下嵌套的扼流槽结构构成。
4.根据权利要求3所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，所述折叠装置(3)通过多个长度为四分之一的环环相套的同轴传输线组成，每一层的同轴线是非接触的形成间隙，使分离部分上下嵌套，形成扼流槽。
5.根据权利要求1所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，可折叠馈源系统的折叠角度>0°。
6.根据权利要求1所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，所述TE21模耦合器(2)包括圆波导的主波导和矩形波导的副波导。
7.根据权利要求6所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，所述TE21模耦合器(2)的耦合臂是八个或四个。
8.根据权利要求7所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，四臂的TE21模耦合器(2)用于线极化工况。
9.根据权利要求7所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，八臂的TE21模耦合器(2)能够用于圆极化工况或用于线极化工况。
10.根据权利要求8或9所述的一种一体化单脉冲测控雷达天线的可折叠馈源系统，其特征在于，所述TE21模耦合器(2)的耦合孔数为多个。
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