CN201749954U - 前馈式抛物面天线馈源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种前馈式抛物面天线馈源系统，包括矩形弯波导、矩圆耦合窗、馈源激励腔体以及安装于馈源激励腔体辐射口处的同轴多模喇叭，馈源激励腔体内有阶梯阻抗变换段，其特征在于，所述辐射口加载有介质薄膜，馈源激励腔体内采用一反射针结构作为其导向装置，该反射针结构经过阶梯阻抗变换段与辐射口对应。本实用新型馈源系统结构简单，造价低廉、工艺容易实现等特点，特别适用于高频浅锅前馈式抛物面天线。

Description

前馈式抛物面天线馈源系统 

技术领域

本实用新型涉及微波通信技术领域，更具体的说是涉及一种应用于微波通信领域中的前馈式抛物面天线馈源系统。 

背景技术

前馈式抛物面天线往往采用主模喇叭或是扼流槽喇叭、波纹圆锥喇叭等作为照射器，前者波瓣不等化，E面和H面相心不重合，以及E面旁瓣电平高等特点，使其极大程度的限制了天线的总体性能水平，该馈源结构只能适用于一般性能要求的天线系统中，而无法满足高增益、低旁瓣、高XPD等性能要求日益苛刻的微波天线发展要求。扼流槽喇叭宽带内工作时性能波动较大，系统性能稳定性不佳，同时大多通过于法兰盘开数个环行槽以实现，所以高频应用时，不易于加工。等化性能好的频带最宽的喇叭是波纹圆锥喇叭，但是其生产性很差，特别是高频需求时加工更难以实现，不适合批量生产。 

另一方面，传统馈源激励腔体内往往装置短路片作为反射系统起导向作用，同时通过调节短路片的位置及腔体上螺钉深入腔体的长度以达到匹配。短路片的固定方法有多种，常用胶水粘紧或是短路片轻微变形受力夹紧，无疑不管是采用胶水还是变形夹紧等方式，可靠性上都有缺陷，导致天线性能在特定环境下无法得到保证，再者调试过程也显烦琐；如果采用其他固定方式，则在工艺、成本上增加了负担。另外实验证明，该结构短路片与腔体接触面往往存有虚位，不能完全接触，这些都将导致腔体电场发生变化而影响方向图、XPD等指标，腔体上的调节螺钉也因为其表面的 不光滑对XPD等指标产生明显的不利影响。 

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构与加工工艺简单、成本低，而且适合大批量生产的前馈式抛物面天线馈源系统。 

本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种前馈式抛物面天线馈源系统，包括矩形弯波导、矩圆耦合窗、馈源激励腔体以及安装于馈源激励腔体辐射口处的同轴多模喇叭，馈源激励腔体内有阶梯阻抗变换段，其特征在于，所述辐射口加载有介质薄膜，馈源激励腔体内采用一反射针结构作为其导向装置，该反射针结构经过阶梯阻抗变换段与辐射口对应。 

作为上述方案的进一步说明，所述馈源激励腔体为圆柱形激励腔体，矩形弯波导与圆柱形激励腔体通过焊接固定连接；圆柱形激励腔体设有凹槽平面用于与矩形弯波导截面焊接配合。 

所述反射针平行于圆柱形激励腔体上的凹槽平面，平行于矩形弯波导与圆柱形激励腔体焊接处的截面短边，且穿越圆柱形激励腔体一圆截面圆心，反射针与腔体后盖距离为0.4λ₀～0.5λ₀。 

所述反射针穿越圆柱形激励腔体后与圆柱形激励腔体焊接固定。 

所述矩圆耦合窗其截面为长方形，位于矩形弯波导和圆柱形激励腔体之间，其对称中心与矩形弯波导焊接处截面对称中心重合，其尺寸小于矩形弯波导内壁尺寸，耦合窗与腔体后盖距离为0.6λ₀～0.8λ₀。 

所述同轴多模喇叭其轴心与馈源激励腔体轴心重合，通过螺纹与馈源激励腔体进行组合。 

所述的同轴多模喇叭其槽深为0.25λ₀～0.5λ₀，槽宽为2λ₀。 

本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是： 

1、本实用新型其激励腔采用一根反射针结构作为反射系统取代了传统的短路片结构，通过有效控制反射针与矩圆耦合窗、腔体后盖之间的位置关系，达到良好的匹配，而不需再于腔体上进行短路片、匹配螺钉调节，不但有效避免了短路片固定、不完全接触及螺钉表面不光滑等结构缺陷带来的种种指标隐患，也因为减少了透气源头，对馈源气密性保证有积极作用。 

2、馈源系统结合选用同轴多模喇叭，在提高天线整体性能的同时也因为其结构简单、工艺简易等特点在产品的批量性、成本上都更具优势和推广价值。 

附图说明

图1为本实用新型馈源系统结构示意图； 

图2为图1A-A剖视图； 

图3为现有常见馈源系统结构示意图； 

图4为图3A-A剖视图。 

附图标记说明：1、矩形弯波导2、矩圆耦合窗3、圆柱形激励腔体4、反射针5、介质薄膜6、同轴多模喇叭7、8、9阶梯阻抗变换段10、反射针与后盖距离11、耦合窗与后盖距离尺寸12、喇叭槽深尺寸13、喇叭宽度尺寸14、腔体后盖a、短路片b、短路片。 

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型的前馈式高性能喇叭馈源，主要由矩形弯波导1、矩圆耦合窗2、圆柱形激励腔体3、反射针4、介质薄膜5、同轴多模喇叭6、阶梯阻抗变换段7、8、9构成。其中，圆柱形激励腔体3 及其内部的阶梯阻抗变换段7、8、9、矩圆耦合窗2、腔体后盖14为一体加工完成(亦可模具压铸实现)，矩形弯波导1与圆柱形激励腔体3焊接组合，反射针4与圆柱形激励腔体3焊接组合，同轴多模喇叭6与圆柱形激励腔体3螺纹组合，介质薄模4被贴紧于同轴多模喇叭6与圆柱形激励腔体3接触端面间。矩形弯波导1其传输的TE¹⁰模经矩圆耦合窗2的作用，于圆柱形激励腔体3内产生H¹¹模，当主波形H¹¹模传输至反射针4时，将产生反射波和高次波型，以满足反射针4表面的边界条件。此时，通过圆柱形激励腔体3内径尺寸的控制，使这些高次波型截止而不能传输，只能集中在反射针4的附近，合理设计的反射针4、矩圆耦合窗2、腔体后盖14之间的相对位置关系，实现了良好的匹配。圆柱形激励腔体3组合同轴多模喇叭6，由圆柱形激励腔体3的H¹¹模与同轴喇叭6的H¹¹、E¹¹模的共同作用，产生中间有较为明显凹头的、等化的馈源方向图，有效规避弯波导支架对集中能量的阻挡外亦达到良好的边缘照射，达到高增益、高前后比的辐射方向图性能要求。实施例矩形弯波导1采用BJ320标准矩形波导，与由铜棒一体加工完成的圆柱形激励腔体3焊接组合。圆柱形激励腔体3反射端内径取0.68λ₀～0.72λ₀，反射针4与腔体后盖14距离10取0.4λ₀～0.5λ₀，矩圆耦合窗2与腔体后盖14距离11取0.6λ₀～0.8λ₀。实施例同轴多模喇叭6槽深12取0.25λ₀～0.5λ₀，槽宽13取2λ₀。附图5～17为该实用新型在27.5～29.5G频段上、0.6m口径抛物面天线上实现的测试指标数据。 

依据以上实施例的相关测试数据及参照图3、4现有常见的馈源系统结构，本实用新型所具有的优越特点概括为：其激励腔3采用一根反射针4结构作为反射系统取代了传统的短路片a结构，有效避免了短路片a与 其激腔体接触不完全引发的指标影响以及短路片a固定的可靠性隐患；其激励腔体3上不需再设调节螺钉b进行调节，避免了因调节螺钉b表面的不光滑度造成的方向图XPD指标影响；其腔体后盖与激励腔可以一体加工实现(或模具压铸方式)，不需单独加工后组装结合，加工成本、工艺、可靠性上都更具优势；其采用同轴多模喇叭代替扼流槽喇叭、主模喇叭、波纹圆锥喇叭等，在工艺、性能、生产性的综合选取上更为独到和合理。 

最后，应当阐明的是，以上所述，仅是本发明的优选实例，并非用于限制本发明的要求保护范围，对本领域技术人员来说，可以根据上述内容进行修改和变化，而所有这些修改和变化在不脱离本发明精神的条件下，均属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (7)

1.一种前馈式抛物面天线馈源系统，包括矩形弯波导、矩圆耦合窗、馈源激励腔体以及安装于馈源激励腔体辐射口处的同轴多模喇叭，馈源激励腔体内有阶梯阻抗变换段，其特征在于，所述辐射口加载有介质薄膜，馈源激励腔体内采用一反射针结构作为其导向装置，该反射针结构经过阶梯阻抗变换段与辐射口对应。

2.根据权利要求1所述的前馈式抛物面天线馈源系统，其特征在于，所述馈源激励腔体为圆柱形激励腔体，矩形弯波导与圆柱形激励腔体通过焊接固定连接；圆柱形激励腔体设有凹槽平面用于与矩形弯波导截面焊接配合。

3.根据权利要求2所述的前馈式抛物面天线馈源系统，其特征在于，所述反射针平行于圆柱形激励腔体上的凹槽平面，平行于矩形弯波导与圆柱形激励腔体焊接处的截面短边，且穿越圆柱形激励腔体一圆截面圆心，反射针与腔体后盖距离为0.4λ₀～0.5λ₀。

4.根据权利要求3所述的前馈式抛物面天线馈源系统，其特征在于，所述反射针穿越圆柱形激励腔体后与圆柱形激励腔体焊接固定。

5.根据权利要求1或2所述的前馈式抛物面天线馈源系统，其特征在于，所述矩圆耦合窗其截面为长方形，位于矩形弯波导和馈源激励腔体之间，其对称中心与矩形弯波导焊接处截面对称中心重合，其尺寸小于矩形弯波导内壁尺寸，耦合窗与腔体后盖距离为0.6λ₀～0.8λ₀。

6.根据权利要求1所述的前馈式抛物面天线馈源系统，其特征在于，所述同轴多模喇叭其轴心与馈源激励腔体轴心重合，通过螺纹与馈源激励腔体进行组合。

7.根据权利要求1所述的前馈式抛物面天线馈源系统，其特征在于，所述的同轴多模喇叭其槽深为0.25λ₀～0.5λ₀，槽宽为2λ₀。

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