CN212462032U - 一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，包括：波纹喇叭和输入波导，所述输入波导的输出端与所述波纹喇叭的输入端相对接；其特征在于，在所述波纹喇叭的腔体内壁上设置有至少三个圆环型细槽，各所述圆环型细槽为轴向槽，各所述圆环型细槽的深度不同，各所述圆环型细槽的开口面积大于其底壁面积。在波纹喇叭的内壁设置至少三个圆环型细槽，抑制波纹喇叭表面电流，各圆环型细槽深度不同使得波纹喇叭可工作于较宽的频带，可工作于ka波段；圆环型细槽为平行于喇叭轴线的轴向槽，通过优化仿真设计，降低加工难度，可以采用精密压铸成型工艺，大幅度降低了制造成本，同时可确保喇叭馈源性能的一致性。

Description

一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源。

背景技术

由于波纹喇叭馈源在接近2:1的宽频带内实现优良的电气性能指标，所以它在卫星通信天线中占有非常重要的地位，几乎所有高性能的卫星通信天线都使用波纹喇叭作为馈源。常见的波纹喇叭馈源多采用与喇叭壁垂直的横向槽结构，这种结构保证了波纹喇叭可在2:1的宽频带内具有优良的电气性能指标，但是该结构加工难度大，效率低，成本高，难以形成批量化制造。

专利CN103956582A公开了一种口径大张角波纹喇叭馈源，包括传输段、模变换段、过渡段和喇叭辐射段,所述传输段与喇叭辐射段连接,所述模变换段与过渡段连接，所述喇叭辐射段与模变换段融为一体。该发明改变了波纹喇叭的波纹结构，将大张角喇叭的波纹槽改为轴向槽，使喇叭波纹与喇叭轴线平行，从而解决了大张角波纹喇叭波纹在加工过程中无法脱模的问题，以便于喇叭批量生产。同时也保证了波纹喇叭的特性指标，还优化了喇叭的等化特性以及相位中心稳定性，以它为馈源的偏馈反射面天线还具有较好的增益。但是该口径大张角波纹喇叭馈源不能工作于ka波段卫星通信天线。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，包括：波纹喇叭和输入波导，所述输入波导的输出端与所述波纹喇叭的输入端相对接；其特征在于，在所述波纹喇叭的腔体内壁上设置有至少三个圆环型细槽，各所述圆环型细槽为轴向槽，各所述圆环型细槽的深度不同，各所述圆环型细槽的开口面积大于其底壁面积。

作为上述方案的进一步说明，各所述圆环型细槽的底壁宽度不相同。

作为上述方案的进一步说明，各所述圆环型细槽的两侧壁的距离随着所述圆环型细槽的深度逐渐减少，所述圆环型细槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为1～3°。

作为上述方案的进一步说明，在所述波纹喇叭的输出端外周设有第一圆环法兰盘；在所述输入波导的输入端外周设有第二圆环法兰盘。

作为上述方案的进一步说明，在所述波纹喇叭的输出端面上设有第一轴向圆环凹槽，所述第一轴向圆环凹槽的开口面积大于其底壁面积。

作为上述方案的进一步说明，在所述输入波导的输入端面上设有第二轴向圆环凹槽，所述第二轴向圆环凹槽的开口面积大于其底壁面积。

作为上述方案的进一步说明，所述输入波导采用圆波导；所述输入波导的输入端内直径大于其输出端内直径。

作为上述方案的进一步说明，所述输入波导的内壁面的母线与水平线的夹角为0.3～1°。

作为上述方案的进一步说明，所述波纹喇叭的张角为85～100°。

本实用新型的有益效果是：

在波纹喇叭的内壁设置至少三个圆环型细槽，抑制波纹喇叭表面电流，各圆环型细槽深度不同使得波纹喇叭可工作于较宽的频带，可工作于ka波段；圆环型细槽为平行于喇叭轴线的轴向槽，通过优化仿真设计，降低加工难度，可以采用精密压铸成型工艺，大幅度降低了制造成本，同时可确保喇叭馈源性能的一致性。

附图说明

图1所示为本实用新型提供的工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源的结构图。

图2所示为本实用新型提供的工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源的立体图。

图3所示为本实用新型提供的工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源的半剖视图。

图4所示为图3中A的放大图。

图5所示为本实用新型提供的工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源在29000MHZ的远场方向图。

图6所示为本实用新型提供的工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源在18700MHZ的远场方向图。

附图标记说明：

1：波纹喇叭，2：输入波导，3：第二圆环法兰盘，4：圆环型细

槽，5：第一圆环法兰盘。

1-1：第一轴向圆环凹槽，2-1：第二轴向圆环凹槽，4-1：第一圆环型细槽，4-2：第二圆环型细槽，4-3：第三圆环型细槽。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～图4所示，一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，包括：波纹喇叭1和输入波导2，所述输入波导2的输出端与所述波纹喇叭1的输入端相对接；其特征在于，在所述波纹喇叭1的腔体内壁上设置有至少3个圆环型细槽4，所述圆环型细槽4为轴向槽，各所述圆环型细槽4的深度不同，各所述圆环型细槽4的开口面积大于其底壁面积。

各所述圆环型细槽4为同心槽。

各所述圆环型细槽4的底壁的宽度不相同。各所述圆环型细槽4的两侧壁的距离随着所述圆环型细槽的深度逐渐减少，各所述圆环型细槽4的两侧壁的母线与水平线的夹角范围为1～3°。

所述输入波导2采用圆波导，其内径尺寸由工作频率决定，频率越高，内径尺寸越小，所述输入波导2的输入端内直径大于其输出端内直径。所述输入波导2的外直径为20～28mm，所述输入波导的输入端内直径为9.5～13.5mm，所述输入波导的输入端内直径为8.67～12.67mm。所述输入波导的内壁面的母线与水平线的夹角范围为0.3～1°。在本实施例中，所述圆波导的外直径为24mm、输入端的内直径为11.5mm、输出端的内直径为10.67mm。所述输入波导的内壁面的母线与水平线的夹角范围为0.5°。所述输入波导的内壁长度为47.36mm。

所述波纹喇叭1的张角由喇叭振幅电磁波束宽度决定，为了减少反射面尺寸，所述波纹喇叭的张角为85～100°。在本实施例中，所述波纹喇叭的张角为89.4°。所述波纹喇叭的输出端内直径为35.7mm、输出端的外直径为43mm。

所述波纹喇叭1的底面与垂直线的夹角为0.3～1°。在本实施例中，所述波纹喇叭的底面与与垂直线的夹角为0.5°，所述波纹喇叭的最厚处厚度为19mm。

在所述波纹喇叭1的输出端外周设有第一圆环法兰盘5；所述第一圆环法兰盘的顶端面与所述波纹喇叭1的输出端面处于同一直线上。在所述输入波导2的输入端外周设有第二圆环法兰盘3，所述第二圆环法兰盘3的底端面与所述输入波导的输入端面处于同一直线上。第一圆环法兰盘和第二圆环法兰盘用于与其它部件连接。在本实施中，所述第一圆环法兰盘的外直径为52mm；所述第二圆环法兰盘的外直径为44.5mm。

所述第一圆环法兰盘5的底端面与垂直线的夹角为0.3～1°，所述第二圆环法兰盘3的顶端面与垂直线的夹角为0.3～1°。在本实施例中，所述所述第一圆环法兰盘5的底端面与垂直线的夹角为0.5°，所述第二圆环法兰盘3的顶端面与垂直线的夹角为0.5°。所述第一圆环法兰盘5的最厚处的厚度为7mm；所述第二圆环法兰盘3最厚处的厚度为5mm。

所述圆环型细槽4至少为3个，圆环型细槽4用于抑制喇叭表面电流。各所述圆环型细槽4的深度不同，使得波纹喇叭工作于较宽的频带。在本实施例中，所述圆环型细槽的个数为3个，分别为第一圆环型细槽4-1，第二圆环型细槽4-2，第三圆环型细槽4-3；所述第一圆环型细槽4-1的深度为10.9mm、底壁宽度为1mm；所述第二圆环型细槽4-2的深度为11.1mm、底壁宽度为1.13mm；所述第三圆环型细槽4-3的深度为17.3mm、底壁宽度为1mm。上述各圆环型细槽的深度为波纹喇叭的顶端与各圆环型细槽的底壁的距离。各所述圆环型细槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为2°。所述第一圆环型细槽的底壁和所述第二圆环型细槽的底壁之间的距离为2.07mm；所述第二圆环型细槽的底壁和所述第三圆环型细槽的底壁之间的距离为2.1mm。所述第一圆环型细槽的底壁的外直径为30.8mm。

在所述波纹喇叭的输出端面上设有第一轴向圆环凹槽1-1，所述第一轴向圆环凹槽1-1的开口面积大于其底壁面积。所述第一轴向圆环凹槽1-1的深度为1.4±0.2mm、开口处宽度为2.2±0.2mm，所述第一轴向圆环凹槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为0.8～1.4°。在本实施例中，所述第一轴向圆环凹槽的深度为1.4mm、开口处宽度为2.2mm，所述第一轴向圆环凹槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为1°。所述第一轴向圆环凹槽1-1的开口处的内直径为37±0.2mm。

在所述输入波导2的输入端面设有第二轴向圆环凹槽2-1，所述第二轴向圆环凹槽2-1的开口面积大于其底壁面积。所述第二轴向圆环凹槽的深度为1.4±0.2mm、开口处宽度为2.2±0.2mm，所述第二轴向圆环凹槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为0.8～1.4°。在本实施例中，所述第二轴向圆环凹槽的深度为1.4mm、开口处宽度为2.2mm，所述第二轴向圆环凹槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为1°。所述第二轴向圆环凹槽的开口处的内直径为15.5±0.2mm。

在本实施例中，整个喇叭馈源的长度为60mm。

如图5、图6所示，证明本实施例提供的喇叭馈源可以应用于Ka频段。

图5测试频率为29000MHZ,位于上面的曲线为垂直极化，峰值电平为-13.40dB,3dB的宽度为1.15°，1dB的宽度为0.70°，左旁瓣：27.68dB，右旁瓣：28.02dB；位于下面的曲线为水平极化，峰值电平为-33.52dB，3dB的宽度为0.84°，1dB的宽度为0.53°，左旁瓣：1.82dB，右旁瓣：18.41dB。XPD(0°)：30.91dB，XPD(Min)：20.12dB。图6的测试频率为18700MHZ，位于上面的曲线为垂直极化，峰值电平为-13.11dB,3dB的宽度为1.69°，1dB的宽度为1.01°，左旁瓣：33.80dB，右旁瓣：29.59dB；位于下面的曲线为水平极化，峰值电平为-32.81dB，3dB的宽度为1.19°，1dB的宽度为0.75°，左旁瓣：0.15dB，右旁瓣：18.54dB。XPD(0°)：34.92dB，XPD(Min)：19.70dB。

下表1为本实施例提供的喇叭馈源的常温电性能检验结果。可以看出本实施例提供的喇叭馈源在发射、接收频段内都有较理想的性能。

表1：

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (9)

1.一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，包括：波纹喇叭和输入波导，所述输入波导的输出端与所述波纹喇叭的输入端相对接；其特征在于，在所述波纹喇叭的腔体内壁上设置有至少三个圆环型细槽，各所述圆环型细槽为轴向槽，各所述圆环型细槽的深度不同，各所述圆环型细槽的开口面积大于其底壁面积。

2.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，各所述圆环型细槽的底壁宽度不相同。

3.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，各所述圆环型细槽的两侧壁的距离随着所述圆环型细槽的深度逐渐减少，所述圆环型细槽的两侧壁的母线与水平线的夹角为1～3°。

4.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，在所述波纹喇叭的输出端外周设有第一圆环法兰盘；在所述输入波导的输入端外周设有第二圆环法兰盘。

5.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，在所述波纹喇叭的输出端面上设有第一轴向圆环凹槽，所述第一轴向圆环凹槽的开口面积大于其底壁面积。

6.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，在所述输入波导的输入端面上设有第二轴向圆环凹槽，所述第二轴向圆环凹槽的开口面积大于其底壁面积。

7.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，所述输入波导采用圆波导；所述输入波导的输入端内直径大于其输出端内直径。

8.根据权利要求7所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，所述输入波导的内壁面的母线与水平线的夹角为0.3～1°。

9.根据权利要求1所述的一种工作于ka波段卫星通信天线的喇叭馈源，其特征在于，所述波纹喇叭的张角为85～100°。

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