CN204315732U - 高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线 - Google Patents
高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，包含馈电网络和m×n的辐射单元阵列。m×n的辐射单元阵列包含工作在Ku波段的m×n个喇叭天线，所有的喇叭口径面均在同一个平面内，成网格状分布。馈电网络由m+1根标准波导组成，在其中1根波导上开m个缝隙与另外m根波导实现能量耦合，再在这m根波导上每根开有n个缝隙实现与辐射单元阵列的能量耦合。本实用新型高增益、低损耗，馈电系统简单，且体积小、加工方便、容易装配。
Description
技术领域
本实用新型涉及阵列天线领域，尤其涉及一种高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线。
背景技术
随着全球经济和信息化的高速发展，移动卫星通信的应用广泛，在移动载体上随时随地与卫星通信，也已成为军民两用应急通信、实时通信的迫切需求。动中通天线是根据在快速移动中保持卫星通信信号平稳不间断的使用需求设计能在多种恶劣天气及颠簸路况下使用，可在车辆快速移动中实现长时间、大区域、不间断的高速语音、数据、图像等信息传输，充分满足应急通信保障高标准、高可靠性的要求，可广泛用于新闻采集、应急指挥等诸多领域。动中通天线的关键是具备低剖面，即通过使用小口径的天线，实现最优的天线性能，从而满足动中通通信的需要。传统的动中通平板天线射频组件较多、成本较高、馈电网络设计复杂、尺寸较大，因此设计一个具有更紧凑结构的动中通天线极具研究前景和实用意义。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的缺陷，提供一种高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，包含馈电网络和m×n的辐射单元阵列；
所述馈电网络包含1根第一标准波导和m根第二标准波导，其中所述第一标准波导上设有m个缝隙，所述第二标准波导上设有n个缝隙；
所述m根第二标准波导通过所述m个缝隙与第一标准波导实现能量耦合；
所述m×n的辐射单元阵列包含m×n个喇叭天线；
所述m×n个喇叭天线与第二标准波导上的m×n个缝隙一一对应设置，实现与馈电网络的能量耦合。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述m×n个喇叭天线均工作在Ku波段。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述m×n个喇叭天线的喇叭口径面均在同一个平面内，成网格状分布。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述m根第二标准波导上的缝隙呈泰勒分布。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述辐射单元阵列采用9×9的辐射单元阵列。
通过设置所有波导缝隙之间的位置分布如泰勒分布等，就可以用来降低驻波比和旁瓣电平。通过m×n个波导缝隙的耦合实现对每个喇叭天线进行馈电，由于缝隙的电场方向和喇叭口需要的主模电场方向相同，可以实现较高的耦合效率。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 高增益、低损耗；
2. 馈电系统简单；
3．体积小、加工方便、容易装配。
附图说明
图1是高增益波导缝隙耦合喇叭阵列平板天线的三维示意图；
图2是单个辐射单元的三维示意图；
图3是馈电网络的三维示意图；
图4是馈电端口波导的三维示意图；
图5是驻波比参数的仿真曲线图；
图6是天线的E面增益仿真曲线图；
图7是天线的H面增益仿真曲线图；
图8是天线的交叉极化仿真曲线图。
图中，1-馈电网络，2-辐射单元，3-馈电端口，4-波导缝隙。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
本实用新型公开了一种高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，包含馈电网络和m×n的辐射单元阵列；
所述馈电网络包含1根第一标准波导和m根第二标准波导，其中所述第一标准波导上设有m个缝隙，所述第二标准波导上设有n个缝隙；
所述m根第二标准波导通过所述m个缝隙与第一标准波导实现能量耦合；
所述m×n的辐射单元阵列包含m×n个喇叭天线；
所述m×n个喇叭天线与第二标准波导上的m×n个缝隙一一对应设置，实现与馈电网络的能量耦合。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述m×n个喇叭天线均工作在Ku波段。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述m×n个喇叭天线的喇叭口径面均在同一个平面内，成网格状分布。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述m根第二标准波导上的缝隙呈泰勒分布。
作为本实用新型高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线进一步的优化方案，所述辐射单元阵列采用9×9的辐射单元阵列。
通过设置所有波导缝隙之间的位置分布如泰勒分布等，就可以用来降低驻波比和旁瓣电平。通过m×n个波导缝隙的耦合实现对每个喇叭天线进行馈电，由于缝隙的电场方向和喇叭口需要的主模电场方向相同，可以实现较高的耦合效率。
下面以9×9高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线为例：
如图1所示，天线由馈电网络和9×9的辐射阵列组成。
单个辐射单元为如图2所示的中心工作频率为15GHz的喇叭。
馈电网络如图3所示，其中波导用BJ-140的标准波导，在上面开9个缝隙，每个缝隙的间距为2个波导波长。
馈电端口波导如图4所示。
图5为驻波比参数的仿真曲线图，从图中可以看到在14.92GHz到15.07GHz这个带宽内驻波小于2。
图6为天线的E面增益仿真曲线图，从图中可知增益为35.33dB。
图7为天线的H面增益仿真曲线图，从图中可知增益为35.33dB。
图8为天线的交叉极化仿真曲线图，从图中可知交叉极化为-70dB。
波导缝隙阵列天线具有馈电结构简单、效率高、损耗小的特点，而喇叭天线具有结构简单、方向图易控制的特点。为实现紧凑型动中通天线，在本专利中将这二者进行了有机的结合，喇叭阵列天线的馈电采用与波导缝隙耦合的方式实现，提出了一个用于卫星动中通的m×n的喇叭阵列天线。该天线不仅具有高增益和一定的频带宽度，而且还具有体积小、加工方便、组装简单的优点。
Claims (5)
1.高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，其特征在于，包含馈电网络和m×n的辐射单元阵列；
所述馈电网络包含1根第一标准波导和m根第二标准波导，其中所述第一标准波导上设有m个缝隙，所述第二标准波导上设有n个缝隙；
所述m根第二标准波导通过所述m个缝隙与第一标准波导实现能量耦合；
所述m×n的辐射单元阵列包含m×n个喇叭天线；
所述m×n个喇叭天线与第二标准波导上的m×n个缝隙一一对应设置，实现与馈电网络的能量耦合。
2.根据权利要求1所述的高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，其特征在于，所述m×n个喇叭天线均工作在Ku波段。
3.根据权利要求1所述的高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，其特征在于，所述m×n个喇叭天线的喇叭口径面均在同一个平面内，成网格状分布。
4.根据权利要求1所述的高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，其特征在于，所述m根第二标准波导上的缝隙呈泰勒分布。
5.根据权利要求1所述的高增益波导缝隙耦合喇叭阵列天线，其特征在于，所述辐射单元阵列采用9×9的辐射单元阵列。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2017105798A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | Space Systems/Loral, Llc | Dual-polarized, dual-band, compact beam forming network |
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2015
- 2015-01-09 CN CN201520013164.8U patent/CN204315732U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2017105798A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | Space Systems/Loral, Llc | Dual-polarized, dual-band, compact beam forming network |
| US10033099B2 (en) | 2015-12-14 | 2018-07-24 | Space Systems/Loral, Llc | Dual-polarized, dual-band, compact beam forming network |
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