CN208674356U - 微波天线及其馈源 - Google Patents

Abstract

微波天线及其馈源，微波天线包括一个用于发射／接收微波天线信号的馈源，以及内弧面朝向所述馈源的主反射面，馈源包括波导管、介质块、副反射面，所述副反射面设置在介质块上表面，所述介质块下端插入波导管中。本实用新型馈源及微波天线，对介质块和副反射面进行了赋形，在介质块的上部设置了锥形槽，在上面设置副反射面，该结构简单、加工容易，成本低、产品一致性高，能够减少传输的损耗，提高了微波天线的增益，工作效率，具有较宽带宽，增益效率高，耐候性优异，能很好的抵抗高低温情况，性能稳定。

Description

微波天线及其馈源

【技术领域】

本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种微波通信系统的微波天线和一种高增益的馈源。

【背景技术】

数字微波中继通信，曾经与光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大支柱。随着卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输，通用高速有线/无线的接入的发展，对数字微波中继通信的市场带来不小的挑战与冲击。不过，由于数字微波中继通信建设周期短、投资成本低，机动性好，通信容量大，因此依然广泛地应用于城市郊区、农村城镇、沿海岛屿等；数字微波通信是以微波作为载体的通信系统，在微波系统中天线用以完成导行波到辐射波的转换。具体来说在发射链路上将射频信号转换为电磁波向空间辐射，在接收链路将电磁波转换为射频信号。微波天线是数字微波中继通信系统的重要组成部分，其中，馈源是整个微波天线的核心，如图1所示现有技术前馈式微波天线示意图，其中馈源102放置在主反射面101前方，因此称之为前馈式微波天线，馈源102所发出电磁波经主反射面101反射，向外辐射出平行波a，如图1所示，该前馈式天线带宽较窄，一般带宽不足10％。请参阅图2，如图2所示为常规后馈式微波天线，在主反射面201的前方设置副反射面202，通过支撑杆203固定所述副反射面202，而馈源204设置在主反射面一侧，因此称之为后馈式微波天线，现有技术这种结构的天线效率不高，组装不便，稳定性较差，馈源202通常用金属支撑杆或介质支撑杆，容易对效率产生遮挡。请参阅图3，图3为应用于前述现有微波天线的馈源结构示意图，所述馈源包括波导管310和设置在波导管310上的介质块320，所述介质块320上部分为喇叭型，下端一部分插入所述波导管310中固定，所述插入波导管310的部分设有阶梯结构321，所述阶梯结构的直径往下逐渐减少。现有技术的该种馈源结构增益低、带宽窄、稳定性较差。

综上所述，设计一种高增益高效率，性能优越，频带宽、稳定性高，结构可靠，拆卸方便的馈源以及相应的微波天线一直为人们所期待。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种高增益高效率，频带宽、稳定性高，结构可靠，性能优越的馈源以及应用该馈源的微波天线。

为实现本实用新型目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供一种应用于微波天线的馈源，其包括波导管、介质块、副反射面，所述副反射面设置在介质块上表面，所述介质块下端插入波导管中。

优选的，所述介质块呈T型结构，包括上介质部和下介质部，所述副反射面设置在上介质部的上表面，所述下介质部插入所述波导管中。

优选的，所述上介质部的上表面设有锥形槽，所述副反射面底部与所述锥形槽形状相匹配。

优选的，所述副反射面底部与所述锥形槽对应位置设有一赋形锥。

优选的，所述介质块、副反射面、锥形槽、赋型锥均关于同一中轴线对称。

优选的，所述上介质部的外周设有至少一个环形槽。优选的，设有两个或以上所述环形槽，并且由下往上，环形槽底离中心距离依次增大。

优选的，所述下介质部包括插入所述波导管的连接段，以及位于所述连接段与所述上介质部之间的过渡段，所述连接段的外径与所述波导管的内径相匹配。

优选的，所述连接段包括最下端的底柱，由所述底柱往上分别设有至少一层台阶，首层台阶和所述波导管内壁紧密接触。优选的，首层台阶通过胶水紧密固定于波导管内壁。

优选的，所述连接段设有三层所述台阶，分别为第一台阶、第二台阶、第三台阶，其中第一台阶和第三台阶内径与所述波导管内径一致，第一台阶和第三台阶与所述波导管内壁紧密接触，第二台阶外径比第一台阶、第三台阶小。

优选的，所述台阶为圆形台阶，圆形台阶对回波损耗的调节效果显著，台阶的深度和宽度不为限，对调节回波损耗有一定作用。

优选的，所述连接段与过渡段之间还设有定位凸缘，所述定位凸缘直径大于所述波导管的内径，并且所述定位凸缘设置于所述波导管口上方，并且封闭所述波导管。

优选的，所述环形槽、台阶均关于同一中轴线对称。

优选的，所述副反射面为金属反射面，所述副反射面包括设置在所述介质块上表面的副反射面基底和设置在所述副反射面基底上的金属层。具体实施方式中，所述副反射面通过对介质块上部直接赋形所形成，所述副反射面基底与所述基质块上表面的锥形槽相匹配，可通过胶水将所述副反射面基底紧密固定于介质块上；在所述副反射面基底上喷涂金属粉末形成金属副反射面，具体操作中，是在朝向馈源和抛物面方向喷涂的一种金属粉末。较佳的，还在金属副反射面表面喷涂油性保护漆起到保护作用防止金属副反射面腐蚀及不稳定。

本实用新型提供的一种高增益的馈源及微波天线，用以解决现有技术后馈式抛物面天线中效率较低，稳定性较差，加工组装不易的问题。有鉴于此，本实用新型还提供一种用于微波通信的微波天线，其包括一个用于发射/接收微波天线信号的如上所述的馈源，以及内弧面朝向所述馈源的主反射面，所述主反射面用于反射/接收来自馈源的微波信号，所述主反射面上方设有反射面高直边，所述反射面高直边上方开口覆盖有天线罩。

所述环形槽和主反射面高直边对于调节天线方向图效果显著，具体不以环形槽的数量，深度，直径，反射面高直边的高度为限，环形槽的直径和反射面高直边的深度对调节微波天线前后比具有显著效果，通过调节环形槽和反射面高直边能很好的提高前后比，从而在实际使用中抑制微波天线对附近天线的干扰，提高通信质量。

优选的，所述馈源位于主反射面的中轴线上；所述反射面高直边与主反射面开口边缘相连接形成辐射口面，辐射口面用于发射/接收微波信号，所述反射面高直边通过紧固件和主反射面紧密连接，优选的，所述主反射面边缘处使用翻边结构，反射面高直边和具有翻边形式的主反射面通过紧固件紧密连接。

优选的，所述天线罩位于主反射面的正上方，优选的，所述天线罩通过L形压条圈紧密锁于所述反射面高直边上，反射面高直边上方通过压紧条紧密固定天线罩，能很好的起到防止信号泄露的作用，并且可以保护天线不受雨、雾、冰、沙、大风、紫外线等复杂恶劣的环境影响，实现防尘防水、抗风抗UV。优选的，该天线罩是由ABS和HIPS混合吸塑制作而成，从而抗UV特性很强，适用于长期暴漏在户外的天线。

所述主反射面的内弧面为抛物面，所述抛物面具有偏移于其中心轴的等效焦点。所述主反射面底部中心设有匹配板，所述主反射面上设有穿孔，所述馈源的波导管通过匹配板固定于微波天线主反射面穿孔位置上。

对比现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的一种高增益的馈源及微波天线，对介质块和副反射面进行了赋形，在介质块的上部设置了锥形槽，在上面设置副反射面，副反射面底部设置了与锥形槽对应的赋形锥，该结构简单、加工容易，成本低、产品一致性高，与现有技术相比，省去金属支撑杆或介质支撑杆的安装，安装操作更加容易，维修拆卸非常方便，成本低，易于组装，十分适用于批量生产，具有良好的推广价值。并且所述结构对比常规前馈式，后馈式双反射面天线，在馈源和反射面之间无遮挡，能够减少传输的损耗，提高了微波天线的增益，工作效率，具有较宽带宽，增益效率高，耐候性优异，能很好的抵抗高低温情况，性能稳定。副反射面通过直接在介质表面赋型喷涂金属粉末，实现更容易。

进一步，所述介质块设置有至少一道环形槽，介质块底部设置了至少有一层台阶，在主反射面外设置了反射面高直边，当电磁波通过台阶的时，会按照一定的模式比例进入介质块，然后赋形锥，环形槽，锥形槽相互匹配调节电磁波相位和幅度，最终从反射面高直边辐射口面辐射出去，使得微波天线具有较宽的相对带宽，获得较高的增益效率和更好的前后比；采用本馈源及主反射面结构的天线辐射方向图满足ETSI Class3标准的包络要求，能实现更好的增益及前后比，具有很好的推广价值。

【附图说明】

图1为现有技术前馈式天线示意图；

图2为现有技术后馈式天线示意图；

图3为现有技术的馈源结构示意图；

图4为本实用新型的馈源实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的微波天线的结构示意图；

图6为本实用新型微波天线的回波损耗实测图；

图7为本实用新型微波天线的远场方向图。

【具体实施方式】

请参阅图4，本实用新型应用于微波天线的馈源，其包括波导管400、介质块500、副反射面600，所述副反射面600设置在介质块500上表面，所述介质块下端插入波导管400中。

所述介质块500呈T型结构，包括上介质部(未标识)和下介质部(未标识)，所述副反射面600设置在上介质部的上表面，所述下介质部插入所述波导管400中。

所述上介质部的上表面设有锥形槽511，所述副反射面底部600与所述锥形槽形状相匹配。所述副反射面600底部与所述锥形槽对应位置设有一赋形锥610。所述介质块500、副反射面600、锥形槽511、赋型锥610均关于同一中轴线对称。

在本实施例中，所述上介质部的外周设有两个环形槽512、513。并且由下往上，环形槽底离中心距离依次增大。

所述下介质部包括插入所述波导管400的连接段(未标识)，以及位于所述连接段与所述上介质部之间的过渡段(未标识)，所述连接段的外径与所述波导管400的内径相匹配。

所述连接段包括最下端的底柱520，由所述底柱往上分别设有至少三层台阶，分别为第一台阶531、第二台阶533、第三台阶534，其中第一台阶531和第三台阶534内径与所述波导管400内径一致，第一台阶和第三台阶与所述波导管内壁紧密接触，第二台阶533外径比第一台阶531、第三台阶533小。第一台阶531和第三台阶533和所述波导管400内壁紧密接触，并且通过胶水紧密固定于波导管400内壁。所述台阶为圆形台阶，圆形台阶对回波损耗的调节效果显著，台阶的深度和宽度不为限，对调节回波损耗有一定作用。

所述第一台阶531中段还设有间隙槽532。

所述连接段与过渡段之间还设有定位凸缘535，所述定位凸缘535位于所述第三台阶534上方，所述定位凸缘535直径大于所述波导管400的内径，并且所述定位凸缘535设置于所述波导管口上方，并且封闭所述波导管400。

在所述定位凸缘535上方的过渡段还设有环形槽514。

上述环形槽、台阶均关于同一中轴线对称。

所述副反射面600为金属反射面，所述副反射面包括设置在所述介质块500上表面的副反射面基底和设置在所述副反射面基底上的金属层。具体实施方式中，所述副反射面通过对介质块上部直接赋形所形成，所述副反射面基底与所述基质块上表面的锥形槽511相匹配，可通过胶水将所述副反射面基底紧密固定于介质块上；在所述副反射面基底上喷涂金属粉末形成金属副反射面，具体操作中，是在朝向馈源和抛物面方向喷涂的一种金属粉末。然后在金属副反射面表面喷涂油性保护漆起到保护作用防止金属副反射面腐蚀及不稳定。

请参阅图5，本实用新型高增益的馈源及微波天线，用以解决现有技术后馈式抛物面天线中效率较低，稳定性较差，加工组装不易的问题。本实施例中的微波天线，其包括一个用于发射/接收微波天线信号的如上所述的馈源，以及内弧面朝向所述馈源的主反射面710，所述主反射面用于反射/接收来自馈源的微波信号，所述主反射面710上方设有反射面高直边720，所述反射面高直边上方开口覆盖有天线罩730。

所述环形槽和主反射面高直边对于调节天线方向图效果显著，具体不以环形槽的数量，深度，直径，反射面高直边的高度为限，环形槽的直径和反射面高直边的深度对调节微波天线前后比具有显著效果，通过调节环形槽和反射面高直边能很好的提高前后比，从而在实际使用中抑制微波天线对附近天线的干扰，提高通信质量。

所述馈源位于主反射面710的中轴线上；所述反射面高直边720与主反射面710开口边缘相连接形成辐射口面，辐射口面用于发射/接收微波信号，所述主反射面710边缘处使用翻边结构，反射面高直边720和具有翻边形式的主反射面通过紧固件紧密连接。

所述天线罩730位于主反射面710的正上方，所述天线罩通过L形压条圈紧密锁于所述反射面高直边720上，反射面高直边上方通过压紧条紧密固定天线罩，能很好的起到防止信号泄露的作用，并且可以保护天线不受雨、雾、冰、沙、大风、紫外线等复杂恶劣的环境影响，实现防尘防水、抗风抗UV。

所述主反射面710的内弧面为抛物面，所述抛物面具有偏移于其中心轴的等效焦点。所述主反射面底部中心设有匹配板，所述主反射面上设有穿孔，所述馈源的波导管通过匹配板固定于微波天线主反射面穿孔位置上。

需要说明的是，如图5所示，采用上述馈源实施例的微波天线在安装使用时，主反射面的中心、副反射面的中心和馈源的中心，要始终保持在一条直线上。

采用上述实施例的技术方案，微波天线馈源和副反射面之间无遮挡，能够有效减少传输损耗，主反射面边缘采用了纵向拉伸的反射面高直边，有效减少了相邻天线之间的干扰，在实际使用中有更强的风载能力，且本实施例的馈源及微波天线结构简单，维修拆卸方便，另外本实施例的馈源及微波天线在工艺上容易实现。

通过对1.2M 15G馈源及微波天线进行实测，馈源回波损耗图如图6，天线辐射方向图如图7所示，满足ETSI Class3包络标准。实测，本实用新型微波天线效率高、增益高、带宽较大，如下表所示数据显示。

通过以上描述，本实施例提供了一种性能优异，加工简单，一致性高，性能可靠的馈源及微波天线的设计方案。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型技术方案上的等效变换均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用于微波天线的馈源，其特征在于，其包括波导管、介质块、副反射面，所述副反射面设置在介质块上表面，所述介质块下端插入波导管中；所述介质块呈T型结构，包括上介质部和下介质部，所述副反射面设置在上介质部的上表面，所述下介质部插入所述波导管中。

2.如权利要求1所述的馈源，其特征在于，所述上介质部的上表面设有锥形槽，所述副反射面底部与所述锥形槽形状相匹配。

3.如权利要求2所述的馈源，其特征在于，所述副反射面底部与所述锥形槽对应位置设有一赋形锥。

4.如权利要求3所述的馈源，其特征在于，所述上介质部的外周设有至少一个环形槽。

5.如权利要求4所述的馈源，其特征在于，所述下介质部包括插入所述波导管的连接段，以及位于所述连接段与所述上介质部之间的过渡段，所述连接段的外径与所述波导管的内径相匹配。

6.如权利要求5所述的馈源，其特征在于，所述连接段包括最下端的底柱，由所述底柱往上分别设有至少一层台阶，首层台阶和所述波导管内壁紧密接触。

7.如权利要求6所述的馈源，其特征在于，所述连接段设有三层所述台阶，分别为第一台阶、第二台阶、第三台阶，其中第一台阶和第三台阶与所述波导管内壁紧密接触，第二台阶外径比第一台阶、第三台阶小。

8.如权利要求1～7任一项所述的馈源，其特征在于，所述副反射面为金属反射面，所述副反射面包括设置在所述介质块上表面的副反射面基底和设置在所述副反射面基底上的金属层。

9.一种微波天线，其特征在于，其包括一个用于发射／接收微波天线信号的如权利要求1～8任一项所述的馈源，以及内弧面朝向所述馈源的主反射面，所述主反射面用于反射／接收来自馈源的微波信号，所述主反射面上方设有反射面高直边，所述反射面高直边上方开口覆盖有天线罩。