CN201490341U - 宽频带微波抛物面天线馈源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种宽频带微波抛物面天线馈源，包括馈源主体、矩波导馈线和反射调节板，所述馈源主体内腔壁上设有行腔以供装设所述反射调节板，馈源主体内形成一腔体，所述馈源主体设有与腔体贯通的耦合窗口，所述矩波导馈线连接在耦合窗口处，所述腔体一侧设有呈至少两节台阶的多模喇叭，另一侧平行于该耦合窗口设置所述反射调节板，所述反射调节板包括设有空窗以形成趋近所述多模喇叭的前反射段和与之相应的后反射段。本实用新型结构简单，调节方便，易于批量生产，更易于维护；而且，本实用新型通过这种更为合理的结构，可在工作频带为7.05～8.5GHz、驻波比VSWR＜1.2时使相对带宽达到18.5％以上。

Description

宽频带微波抛物面天线馈源

【技术领域】

本实用新型涉及微波通信领域的宽频带微波抛物面天线，尤其涉及该种天线所采用的馈源。

【技术背景】

微波通信是目前国际上常用的无线通信手段之一，被广泛的应用于数据传输、广播电视传送、卫星通信、移动通信等领域。因此，在微波通信领域，微波抛物面天线由于其效率较高、定向性较好，被广泛应用。

馈源作为微波抛物面天线的核心，其性能决定了整个天线的性能。一般地，单极化微波天线，都是用圆锥喇叭作为照射器，而系统常使用矩波导口作为标准接口，所以，在馈源的馈电方式上要考虑TE11与TE10模式之间的相互转换，目前，较为通用的设计是采用窗口耦合的方案。对于这种方式，通常的，对于驻波比(VSWR)＜1.2的情况下，其相对带宽在7％-10％左右。这样的带宽相对较窄，对于一些有更高要求的使用场合，其相对带宽明显不足。

请参阅图1，图1是与本实用新型相关的现有的一种馈源的结构示意图，其所采用的技术方案具有广泛的代表性。在图1中，馈源主体1′中形成有一腔体，腔体内部设有耦合窗口12′，通过传统的反射调节装置4′，即可实现TE11与TE10模式的转换，使馈源主体1′与矩波导馈线2′实现匹配。但是，如前所述，这样的形式，对于驻波比小于1.2的情况，其相对带宽一般只在7％-10％之间，如要求相对带宽在15％左右时则明显不能满足要求。

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是要克服上述不足，提供一种结构简单且保证相对带宽得以展宽的宽频带微波抛物面天线馈源。

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的宽频带微波抛物面天线馈源，包括馈源主体、矩波导馈线和反射调节板，所述馈源主体内腔壁上设有行腔以供装设所述反射调节板，馈源主体内形成一腔体，所述馈源主体设有与腔体贯通的耦合窗口，所述矩波导馈线连接在耦合窗口处，所述腔体一侧设有呈至少两节台阶的多模喇叭，另一侧平行于该耦合窗口设置所述反射调节板，所述反射调节板包括设有空窗以形成趋近所述多模喇叭的前反射段和与之相应的后反射段。

在馈源主体的腔体的轴向上，所述多模喇叭的各台阶的高度满足1/8～3/8波导波长。所述多模喇叭的各台阶的高度为1/4波导波长。所述多模喇叭中，至少有一节台阶的直径大于或等于3.833λg/π，其中λg为工作频段所对应的波导波长。所述反射调节板的前反射段与后反射段相距约1/4波导波长。

此外，该馈源的辐射口面为90度波纹喇叭结构。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：首先，通过采用多模喇叭与设有空窗的反射调节板相配合，由反射调节板的前反射段截止部分能量并实现良好匹配，再由后反射段进一步补偿，使能量较好地被耦合窗口耦合至矩波导馈线内；其次，通过这种更为合理的结构，实测中，当工作频带为7.05～8.5GHz时，驻波比VSWR＜1.2时的相对带宽可以达到18.5％以上；再者，本实用新型结构简单，调节方便，易于批量生产，更易于维护。

【附图说明】

图1为公知的一种馈源的一个截面示意图，示出其内部结构；

图2为本实用新型宽频带微波抛物面天线馈源的一个截面示意图，示出其内部结构；

图3与图2属同一实施例，示出该馈源另一个截面示意图，其截面与图2的截面正交；

图4是本实用新型的馈源的回波损耗测试曲线示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

请参阅图2和图3，本实用新型宽频带微波抛物面天线馈源包括一馈源主体1，在馈源主体1内部形成一腔体10，腔体10的左侧设有多模喇叭3，右侧设有反射调节板4，反射调节板4被装设在馈源主体1内壁形成的行腔上，此外，馈源主体1上还设有一耦合窗口12，耦合窗口12下方装设矩波导馈线2，耦合窗口12与反射调节板4相平行设置。

多模喇叭3的设置有利于提高馈源的相对带宽，本实用新型的多模喇叭3具有多节台阶31，32，33，在筒状的馈源主体1的轴向上，每节台阶31，32，33的轴向高度满足1/8～3/8波导波长，通常设计为1/4波导波长左右。在腔体10内，除了传播主模TE11外，由于台阶31，32，33的变换作用，还产生TM11等高次模，最主要的就是在台阶处激发适量幅度的TM11模，即通过设计合适的直径比，可以控制要激发的高次模的含量，以减少回波损耗、调节口面相位和波瓣等化程度。为了产生TM11模，多模喇叭3中至少有一个台阶31的直径大于3.83λg/π，其中λg为工作频段所对应的波导波长；而最后一节台阶33，作为与矩波导馈线2实现耦合的部分，一般要求只传播主模TE11模。在设计该台阶时，采用切比雪夫型或二项式型阻抗变换模型，以达到带频宽匹配的目的。

在上述基础上，本实用新型进一步改进了反射调节板4，在反射调节板4趋近于多模喇叭3部分设置一空窗40，由此将常规的反射调节板4分成两个部分，即前反射段41和后反射段42，两者以距离1/4波长为佳，允许适量的容差设计。反射调节板4的前反射段41截止了部分能量并实现匹配，而后反射段42进一步补偿，使能量较好地被耦合窗口12耦合至矩波导馈线2内，通过对反射调节板4进行滑动调节，可以达到一个较好的匹配面，实现宽带匹配。对反射调节板4所进行的优化设计，结构简单，而且调节较为方便。同时，对于单极化馈源而言，对于交叉极化的抑制也是较为有效的。

此外，本实用新型的辐射口面采用90度波纹喇叭形式，有较好的交叉极化性和较为等化的波瓣，适合焦径比在0.32～0.4左右的前馈式微波抛物面天线。

图4是本实用新型的一个实例产品的回波损耗测试曲线，其工作频带为7.05～8.5GHz，由曲线可以看出，在一个很宽的频带内，电压驻波比VSWR均小于1.20，所以，本实用新型对于VSWR＜1.2的相对带宽可以达18.5％以上。

本实用新型具有结构简单、成本低廉、易于批量加工的优点。

本实用新型已经在0.6m-7G和1.2m-7G高性能微波天线上得到应用。在其他口径上、其他频段上或类似结构的天线上，本实用新型也同样适用。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种宽频带微波抛物面天线馈源，包括馈源主体、矩波导馈线和反射调节板，馈源主体内形成一腔体，其特征在于：所述馈源主体设有与腔体贯通的耦合窗口，所述矩波导馈线连接在耦合窗口处，所述腔体一侧设有呈至少两节台阶的多模喇叭，另一侧平行于该耦合窗口设置所述反射调节板，所述反射调节板包括设有空窗以形成趋近所述多模喇叭的前反射段和与之相应的后反射段。

2.根据权利要求1所述的宽频带微波抛物面天线馈源，其特征在于：在馈源主体的腔体的轴向上，所述多模喇叭的各台阶的高度满足1/8～3/8波导波长。

3.根据权利要求2所述的宽频带微波抛物面天线馈源，其特征在于：所述多模喇叭的各台阶的高度为1/4波导波长。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的宽频带微波抛物面天线馈源，其特征在于：所述多模喇叭中，至少有一节台阶的直径大于或等于3.833λg/π，其中λg为工作频段所对应的波导波长。

5.根据权利要求4所述的宽频带微波抛物面天线馈源，其特征在于：所述反射调节板的前反射段与后反射段相距约1/4波导波长。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的宽频带微波抛物面天线馈源，其特征在于：该馈源的辐射口面为90度波纹喇叭结构。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的宽频带微波抛物面天线馈源，其特征在于：所述馈源主体内腔壁上设有行腔以供装设所述反射调节板。

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