CN205790394U - 一种Ka波段圆锥波纹喇叭 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种Ka波段圆锥波纹喇叭，所述Ka波段圆锥波纹喇叭包括：喇叭主体，所述喇叭主体右端为输入端左端为辐射端，所述喇叭主体从右到左依次分为：变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4，其中，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面均设有波纹，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面波纹的总和为18，实现了Ka波段圆锥波纹喇叭利于加工，口面较小，电性能良好，满足Ka波段反射面天线的设计要求的技术效果。

Description

一种Ka波段圆锥波纹喇叭

技术领域

本实用新型涉及波纹喇叭设计研究领域，具体地，涉及一种Ka波段圆锥波纹喇叭。

背景技术

Ka波段卫星具有频率高、频带很宽、通信成本低、容量大、天线小等突出的优点，发达国家已开始广泛应用于海、陆、空的移动和固定卫星通信系统中，可高性能、低价位地实现双向卫星通信和单向数据信息传输。

我国将在明年、后年连续发射三颗大容量Ka通信卫星，目前国内尚无规模化的Ka卫星应用产品面世。为满足Ka波段卫星通信系统的快速发展对地面站反射面天线的技术要求，特开发此Ka波段18槽圆锥波纹喇叭。Ka波段卫星通信系统的快速发展对地面站反射面天线提出了更高的技术要求：实现收发共用；低旁瓣；低交叉极化。而馈源的性能在很大程度上影响着反射面天线的整体性能。

目前普遍采用大张角波纹喇叭做反射面天线的馈源，但在双偏置反射面天线的设计中，需要喇叭提供较低的边缘照射电平，大张角波纹喇叭要实现小角度的波瓣宽度时，往往需要更大的口径，不利于天线系统实现低交叉极化性能。

目前Ka波段反射面天线的馈源用大张角波纹喇叭或双槽波纹喇叭实现双频设计。但要实现小角度的波瓣宽度时，大张角波纹喇叭的口径相应增加，进而影响整个天线系统的交叉极化；而双槽波纹喇叭采用直槽和纵槽两种槽，使得馈源设计难度增加且不利于开模批量生产。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中实用新型技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的大张角波纹喇叭存在不利于天线系统实现低交叉极化性能，现有的双槽波纹喇叭存在加工困难大不利于批量生产加工的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种Ka波段圆锥波纹喇叭，解决了现有的大张角波纹喇叭存在不利于天线系统实现低交叉极化性能，现有的双槽波纹喇叭存在加工困难大不利于批量生产加工的技术问题，实现了Ka波段圆锥波纹喇叭利于加工，口面较小，电性能良好，满足Ka波段反射面天线的设计要求的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种Ka波段圆锥波纹喇叭，所述Ka波段圆锥波纹喇叭包括：

喇叭主体，所述喇叭主体右端为输入端左端为辐射端，所述喇叭主体从右到左依次分为：变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4，其中，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面均设有波纹，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面波纹的总和为18。

其中，所述输入端口径为11.4mm，辐射端口径为33.88mm，喇叭主体长度为95.5mm。

其中，所述喇叭主体采用铝制成，所述喇叭主体内部为空腔结构。

其中，所述变模段2的波纹数目为5，所述过渡段3的波纹数目为3，所述辐射段4的波纹数目为10。

本实用新型为十八纵槽波纹喇叭，利于加工，口面较小，电性能良好。在Ka波段卫星通信频段内（接收频段19.2-20.2GHz，发射频段29.5-30GHz），实现驻波≤1.2；交叉极化电平优于-30dB；半张角为30°，能为反射面天线提供较低的边缘照射电平-12dB～-17dB。

本实用新型为十八槽波纹喇叭，包含变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4。变径段主要实现变模段与喇叭输入端口的良好匹配；变模段主要是将光壁圆波导的 TE₁₁模转换为波纹波导的HE₁₁模，不引起明显的失配也不显著激励非必要模，是波纹喇叭设计中最重要的一段；过渡段主要实现变模段与辐射段的良好匹配；辐射段完成波纹喇叭主模HE₁₁模的良好辐射特性。

设计步骤如下：

首先由工作频段确定输入端口径A1的初值，由波纹喇叭的10dB波瓣宽度、波束效率及中心频率确定波纹喇叭的辐射端口径A2及波纹喇叭总长L的初值；其次合理设计槽宽w、齿宽t及槽深d，使其满足驻波及交叉极化电平要求；最终通过仿真优化确定其输入端口径A1为11.4mm，辐射端口径A2为33.88mm，总长L为95.5mm，波纹数目为18。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将Ka波段圆锥波纹喇叭设计为包括：喇叭主体，所述喇叭主体右端为输入端左端为辐射端，所述喇叭主体从右到左依次分为：变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4，其中，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面均设有波纹，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面波纹的总和为18的技术方案，即合理设计小张角圆锥波纹喇叭实现较低的边缘照射电平和较低的交叉极化电平，相较大张角波纹喇叭，其口面较小；相较双槽波纹喇叭，其仅有直槽一种形式的波纹槽，所以，有效解决了现有的大张角波纹喇叭存在不利于天线系统实现低交叉极化性能，现有的双槽波纹喇叭存在加工困难大不利于批量生产加工的技术问题，进而实现了Ka波段圆锥波纹喇叭利于加工，口面较小，电性能良好，满足Ka波段反射面天线的设计要求的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定；

图1是本申请实施例一中Ka波段圆锥波纹喇叭的剖面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种Ka波段圆锥波纹喇叭，解决了现有的大张角波纹喇叭存在不利于天线系统实现低交叉极化性能，现有的双槽波纹喇叭存在加工困难大不利于批量生产加工的技术问题，实现了Ka波段圆锥波纹喇叭利于加工，口面较小，电性能良好，满足Ka波段反射面天线的设计要求的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

下面结合具体实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一：

请参考图1，本申请提供了一种Ka波段圆锥波纹喇叭，所述Ka波段圆锥波纹喇叭包括：

喇叭主体，所述喇叭主体右端为输入端左端为辐射端，所述喇叭主体从右到左依次分为：变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4，其中，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面均设有波纹，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面波纹的总和为18。

其中，在本申请实施例中，所述输入端口径为11.4mm，辐射端口径为33.88mm，喇叭主体长度为95.5mm；所述喇叭主体采用铝制成，所述喇叭主体内部为空腔结构；所述变模段2的波纹数目为5，所述过渡段3的波纹数目为3，所述辐射段4的波纹数目为10。

其中，槽宽w近似为高频的四分之一波长，齿宽t近似为高频的八分之一波长，槽深d在口径处为低频的四分之一波长，在喇叭颈处设计为略小于高频的二分之一波长。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

由于采用了将Ka波段圆锥波纹喇叭设计为包括：喇叭主体，所述喇叭主体右端为输入端左端为辐射端，所述喇叭主体从右到左依次分为：变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4，其中，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面均设有波纹，所述变模段2、所述过渡段3、所述辐射段4表面波纹的总和为18的技术方案，即合理设计小张角圆锥波纹喇叭实现较低的边缘照射电平和较低的交叉极化电平，相较大张角波纹喇叭，其口面较小；相较双槽波纹喇叭，其仅有直槽一种形式的波纹槽，所以，有效解决了现有的大张角波纹喇叭存在不利于天线系统实现低交叉极化性能，现有的双槽波纹喇叭存在加工困难大不利于批量生产加工的技术问题，进而实现了Ka波段圆锥波纹喇叭利于加工，口面较小，电性能良好，满足Ka波段反射面天线的设计要求的技术效果。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种Ka波段圆锥波纹喇叭，其特征在于，所述Ka波段圆锥波纹喇叭包括：

喇叭主体，所述喇叭主体右端为输入端左端为辐射端，所述喇叭主体从右到左依次分为：变径段（1）、变模段（2）、过渡段（3）和辐射段（4），其中，所述变模段（2）、所述过渡段（3）、所述辐射段（4）表面均设有波纹，所述变模段（2）、所述过渡段（3）、所述辐射段（4）表面波纹的总和为18。

2.根据权利要求1所述的Ka波段圆锥波纹喇叭，其特征在于，所述输入端口径为11.4mm，辐射端口径为33.88mm，喇叭主体长度为95.5mm。

3.根据权利要求1所述的Ka波段圆锥波纹喇叭，其特征在于，所述喇叭主体采用铝制成，所述喇叭主体内部为空腔结构。

4.根据权利要求1所述的Ka波段圆锥波纹喇叭，其特征在于，所述变模段（2）的波纹数目为5，所述过渡段（3）的波纹数目为3，所述辐射段（4）的波纹数目为10。