CN215645022U - 天线装置和雷达物位计 - Google Patents

Abstract

本文公开一种天线装置和雷达物位计。天线装置包括喇叭天线、天线插头和阻抗匹配器，所述喇叭天线内设有锥形的第一导波通路，所述天线插头的一端插入所述喇叭天线内，所述天线插头内设有第二导波通路，所述阻抗匹配器设置在所述喇叭天线和所述天线插头之间，所述阻抗匹配器包括第一匹配尖和第二匹配尖，所述第一匹配尖和所述第二匹配尖均呈锥形，并分别伸入所述第一导波通路和第二导波通路内。阻抗匹配器设置在喇叭天线和天线插头之间，实现阻抗匹配，以减少电磁波的反射，提高测量效果。

Description

天线装置和雷达物位计

技术领域

本文涉及但不限于物位计领域，特别涉及一种天线装置和雷达物位计。

背景技术

雷达物位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，当雷达波遇到物料表面时反射回来被仪表接收，雷达波的运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。

一些情况中，雷达物位计的天线装置中电磁波反射较为严重，导致电磁波的传输效率低。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。

本申请实施例提供一种天线装置和雷达物位计，能实现阻抗匹配，以减少电磁波的反射。

一种天线装置，包括喇叭天线、天线插头和阻抗匹配器，所述喇叭天线内设有锥形的第一导波通路，所述天线插头的一端插入所述喇叭天线内，所述天线插头内设有第二导波通路，所述阻抗匹配器设置在所述喇叭天线和所述天线插头之间，所述阻抗匹配器包括第一匹配尖和第二匹配尖，所述第一匹配尖和所述第二匹配尖均呈锥形，并分别伸入所述第一导波通路和第二导波通路内。

一种雷达物位计，包括前述的天线装置。

相比于一些技术，本申请实施例具有以下有益效果：

本申请实施例中，天线装置的喇叭天线和天线插头之间设置有阻抗匹配器，阻抗匹配器进行阻抗匹配，减少电磁波的反射，避免反射信号叠加在原信号上而改变原信号的形状。锥形的第一匹配尖和第二匹配尖分别伸入第一导波通路和第二导波通路中，使电磁波穿过阻抗匹配器继续向后传递，减小阻抗匹配器本身对电磁波的反射作用，进而提高雷达物位计的测量准确性。

雷达物位计采用前述的天线装置，在工作过程中，发射的电磁波反射较少，对原信号(电磁波)干扰较小，进而提高了雷达物位计的测量准确性。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本申请实施例一的天线装置的剖视示意图一；

图1a为图1中A部结构的放大图；

图2为本申请实施例一的天线装置的阻抗匹配器的另一种结构的示意图；

图3为本申请实施例一的雷达物位计的局部结构的剖视示意图；

图4为本申请实施例二的雷达物位计的局部结构的分解示意图；

图5为本申请实施例二的雷达物位计的局部结构的剖视示意图；

图6为图5中B部结构的放大示意图；

图7为图5中C部结构的放大示意图；

图8为本申请实施例三的雷达物位计的局部结构的剖视示意图；

图9为图8中D部结构的放大示意图。

图10为本申请实施例四的微带-波导转换器的结构示意图；

图11为本申请实施例四的微带-波导转换器的剖视示意图；

图12为本申请实施例四的匹配节的结构示意图一；

图13为本申请实施例四的微带-波导转换器的仿真结果的示意图；

图14为本申请实施例四的匹配节的结构示意图二；

图15为本申请实施例四的匹配节的结构示意图三。

附图标记为：

100-微带线，1-带状线，11-第一带状线，12-第二带状线，2-匹配节，21-第一匹配部分，22-第二匹配部分，23-第一切边，24-第二切边，25-第三切边，3-基板，31-高频板，32-高频复合板，321-波导腔，4-短路块，41-谐振腔，42-避让孔，5-波导体，51-第三导波通路，511-第一柱形腔，512-第一锥形腔，52-环形凸筋，6-天线插头，61-第二导波通路，611-第二柱形腔，612-第二锥形腔，62-台阶配合面，63-第二侧密封面，7-波导密封件，71-密封隔离部，72-第一导波段，721-第一锥形过渡段，722-第一柱形段，73-第二导波段，731-第二锥形过渡段，732-第二柱形段，74-环形侧壁，75-止挡凸筋，81-表壳，811-止挡台阶，82-密封胶，83-电路板，831-凹槽，84-屏蔽壳，841-凸起，842-凹腔，91-喇叭天线，911-第一导波通路，912-台阶支撑面，913-第一侧密封面，914-锥形面，92-阻抗匹配器，921-第一匹配尖，922-第二匹配尖，923-分隔部，924-密封固定部，925-固定部。

具体实施方式

下文中将结合附图对本申请的实施例进行描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一

如图1和图1a所示，本申请实施例提供了一种天线装置，天线装置包括喇叭天线91、天线插头6和阻抗匹配器92，喇叭天线91内设有锥形的第一导波通路911，天线插头6的一端插入喇叭天线91内，天线插头6内设有第二导波通路61，阻抗匹配器92设置在喇叭天线91和天线插头6之间，阻抗匹配器92包括第一匹配尖921和第二匹配尖922，第一匹配尖921和第二匹配尖922均呈锥形，并分别伸入第一导波通路911和第二导波通路61内。

电磁波依次经过第二导波通路61、第二匹配尖922、第一匹配尖921、第一导波通路911后，继续传递至后续零部件(如：透镜)中。第一匹配尖921和第二匹配尖922设置为锥形，能够实现阻抗匹配，大幅减少电磁波从阻抗匹配器92进入第一导波通路911时产生的反射现象，以及大幅减少电磁波从第二导波通路61进入第二匹配尖922时产生的反射现象，避免对电磁波测量信号产生干扰。并且，锥形的第一匹配尖921和第二匹配尖922的设置，便于第一匹配尖921插入第一导波通路911，以及第二第二匹配尖922插入第二导波通路61，使得喇叭天线91、阻抗匹配器92和天线插头6三者之间的装配方便。

第二导波通路61与第二匹配尖922配合的端部，可以设置为锥形开口，进一步方便第二匹配尖922插入第二导波通路61中。

一些示例性实施例中，如图2所示，第一匹配尖921的底端的直径φ7大于第二匹配尖922的底端的直径φ8，第一匹配尖921的锥角θ7大于第二匹配尖922的锥角θ8，第一匹配尖921的高度H3大于或等于第二匹配尖922的高度H4。

电磁波进入阻抗匹配器92中后，经第一匹配尖921传递至第一导波通路911中，第一匹配尖921的锥角θ7、底端直径φ7、高度H3分别大于第二匹配尖922的锥角θ8、底端直径φ8、高度H4，使第一匹配尖921的电磁波发散射出，与后续的透镜配合，进而使天线装置最终发出的电磁波平行向下方射出。

另一些示例性实施例中，如图1a所示，第一匹配尖921和第二匹配尖922可对称设置，使得第一匹配尖921的锥角θ7、底端直径φ7、高度H3分别等于第二匹配尖922的锥角θ8、底端直径φ8、高度H4。

一些示例性实施例中，如图1a和图2所示，阻抗匹配器92还包括分隔部923和密封固定部924，第一匹配尖921和第二匹配尖922分别设于分隔部923的两侧，密封固定部924呈环形，且密封固定部924的第一端(图1a和图2中的下端)与分隔部923的周边连接，密封固定部924的第二端(图1a和图2中的上端)朝向第二匹配尖922所在的一侧延伸，密封固定部924夹紧固定在喇叭天线91和天线插头6之间，并将喇叭天线91和天线插头6密封隔离。

分隔部923将第一导波通路911和第二导波通路61进行分隔，且第一匹配尖921和第二匹配尖922分别设于分隔部923的上下两侧。分隔部923的外边缘上设置有密封固定部924，且密封固定部924朝向第二匹配尖922所在的一侧延伸，即，第二匹配尖922位于环形的密封固定部924中间。在径向上，密封固定部924设置在喇叭天线91和天线插头6之间，密封固定部924与分隔部923一同将第一导波通路911和第二导波通路61进行分隔，有利于实现包括该天线装置的雷达物位计的防爆。

一些示例性实施例中，如图1a所示，喇叭天线91的内壁面包括台阶支撑面912，天线插头6的外壁面包括台阶配合面62，台阶配合面62支撑在台阶支撑面912上，台阶支撑面912的内边缘设有倒角；密封固定部924的第二端设有凸出的固定部925，固定部925支撑在倒角处并被台阶配合面62压紧。

天线插头6的台阶配合面62抵接在喇叭天线91的台阶支撑面912上，实现对天线插头6的限位支撑。密封固定部924的第二端(即远离分隔部923的一端)设置有固定部925，固定部925安装在台阶支撑面912的倒角处，且固定部925具有与倒角相适配的斜面，台阶配合面62抵接在台阶支撑面912上的同时对固定部925进行压紧固定。

一些示例性实施例中，如图1a所示，喇叭天线91的内壁面还包括位于台阶支撑面912的靠近分隔部923一侧(图1a中的下侧)的第一侧密封面913，天线插头6的外壁面还包括位于台阶配合面62的靠近分隔部923一侧(图1a中的下侧)的第二侧密封面63，密封固定部924为侧密封部，并夹紧在天线插头6的第二侧密封面63和喇叭天线91的第一侧密封面913之间。

即，喇叭天线91的第一侧密封面913与天线插头6的第二侧密封面63之间形成的间隙，与阻抗匹配器92的密封固定部924之间为过盈配合，以实现对此处间隙的密封，避免灰尘等杂质经间隙进入天线装置内部。

此外，密封固定部924夹紧在天线插头6的第二侧密封面63和喇叭天线91的第一侧密封面913之间，该侧密封的方式可降低对阻抗匹配器92的轴向支撑的强度的需求，使得阻抗匹配器92可通过将固定部925夹紧在台阶支撑面912的倒角和台阶配合面62之间实现固定。

一些示例性实施例中，如图1a所示，喇叭天线91的内壁面还包括位于第一侧密封面913的远离台阶支撑面912一侧(图1a中的下侧)的锥形面914，该锥形面914内形成第一导波通路911。

锥形面914的靠近第一侧密封面913的一侧(图1a中的上侧)设置成与密封固定部924的外侧壁面或者分隔部923的外侧壁面接触，使分隔部923至少部分位于第一导波通路911内，分隔部923与天线插头6之间具有间隙。

相比于将锥形面914的上侧设置成与分隔部923的下端面接触，锥形面914的上侧设置成与密封固定部924的外侧壁面或者分隔部923的外侧壁面接触，使得锥形面914内的第一导波通路911的上端开口面积较大，大于第二导波通路61的下端开口面积，有利于电磁波更多地进入第一导波通路911，此外，还有利于在保证喇叭天线9的口面大小相等的情况下，缩小喇叭天线9的长度，以降低材料成本，减小天线装置的体积。当然，也可以将锥形面914的靠近第一侧密封面913的一侧(图1a中的上侧)设置成与天线插头6配合夹紧分隔部923。

在轴向上，分隔部923与天线插头6之间具有间隙，通过此处的间隙保证台阶配合面62能够可靠地抵接在台阶支撑面912上，并夹紧固定部925。

一些示例性实施例中，如图1和图1a所示，天线装置还包括波导体5和波导密封件7，波导体5内设有第三导波通路51，并设置于天线插头6的远离第一导波通路911的一侧(图1和图1a中上侧)，波导密封件7设置于波导体5和天线插头6之间、并将波导体5和天线插头6密封隔离。

波导密封件7包括密封隔离部71、以及分别设置于密封隔离部71两侧的第一导波段72和第二导波段73，密封隔离部71将第二导波通路61和第三导波通路51密封隔离，第一导波段72伸入第二导波通路61内，第二导波段73伸入第三导波通路51内。

波导体5上方连接高频模块，高频模块发出的电磁波，经波导体5、波导密封件7、天线插头6、阻抗匹配器92、喇叭天线91后，经由透镜射出。波导密封件7还可包括环形密封部(即环形侧壁74)，环形密封部与密封隔离部71的周边连接，且环形密封部朝上下两侧延伸，即，密封隔离部71、第一导波段72和第二导波段73均设置在环形密封部中间。

一些示例性实施例中，第一导波段72和第二导波段73均呈锥形，且对称设置。

第一导波段72设置为锥形，能够大幅减少电磁波从波导密封件7进入第二导波通路61时产生的反射现象，避免对电磁波信号产生干扰。第二导波段73设置为锥形，能够大幅减少电磁波从第三导波通路51进入波导密封件7时产生的反射现象，避免对初始的电磁波信号产生干扰。并且，锥形的第一导波段72和第二导波段73便于波导密封件7的装配：第一导波段72和第二导波段73的锥形尖端部位能够方便地进入第二导波通路61和第三导波通路51中，而不会发生碰撞，有效的保护了第一导波段72和第二导波段73的完好性。

第二导波通路61与第一导波段72配合的端部(即图1a中的上端)，可以设置为锥形开口，进一步方便第一导波段72插入第二导波通路61中。第三导波通路51与第二导波段73配合的端部(即图1a中的下端)，可以设置为锥形开口，进一步方便第二导波段73插入第三导波通路51中。此外，第二导波通路61端部的锥形开口以及第三导波通路51端部的锥形开口可以避免电磁波能量集中，有利于减少反射。

如图3所示，本申请实施例还提供了一种雷达物位计，雷达物位计包括前述的天线装置。

实施例二

如图4和图5所示，本申请实施例提供了一种波导组件，可用于雷达物位计。本申请实施例中的波导组件，可作为实施例一中天线装置包括的“波导体+波导密封件”。

如图4-图6所示，波导组件包括波导体5、天线插头6和波导密封件7，波导体5内设有用于定向引导电磁波的第三导波通路51，天线插头6内设有定向引导电磁波的第二导波通路61，且波导体5可位于天线插头6的上方，波导体5的第一端(图5中的下端)和天线插头6的第一端(图5中的上端)邻近，波导密封件7设置于波导体5和天线插头6之间、并将波导体5的第一端密封，且波导密封件7采用绝缘材料制成。这样，通过波导密封件7实现波导体5和天线插头6之间的绝缘以及密封，确保雷达物位计的工作安全可靠。

波导密封件7包括密封隔离部71、以及分别设置于密封隔离部71两侧的第一导波段72和第二导波段73，其中第一导波段72位于密封隔离部71的上方，第二导波段73位于密封隔离部71的下方。密封隔离部71设置于波导体5的第一端和天线插头6的第一端之间，第一导波段72伸入波导体5的第三导波通路51内，第二导波段73伸入天线插头6的第二导波通路61内。

雷达物位计工作时，电磁波在第三导波通路51和第二导波通路61之间传输时，如雷达物位计的辐射元件辐射的电磁波由第三导波通路51向第二导波通路61传输或者反射的电磁波由第二导波通路61向第三导波通路51传输时，电磁波更多地从第一导波段72和第二导波段73经过，减少电磁波的反射，提高雷达物位计的工作性能。

一些示例性实施例中，如图5和图6所示，波导密封件7包括环形侧壁74，密封隔离部71设置于环形侧壁74内，并将环形侧壁74内的空腔分隔成第一空腔和第二空腔，第一空腔套设在波导体5的第一端外、并与波导体5密封连接，第二空腔套设在天线插头6的第一端外。

波导密封件7中，密封隔离部71设置于环形侧壁74内，且密封隔离部71的周边与环形侧壁74密封连接，以将环形侧壁74内的空腔分隔成互不连通的第一空腔和第二空腔，第一空腔套在波导体5的第一端外，并将波导体5的第一端密封，第二空腔套设在天线插头6的第一端外。这样，通过波导密封件7实现了波导体5和天线插头6的密封连接。

一些示例性实施例中，如图5和图6所示，第一空腔的内侧壁面上设有内螺纹，波导体5的第一端的外侧壁面上设有外螺纹，第一空腔与波导体5的第一端通过内螺纹和外螺纹连接。

第一空腔和波导体5的第一端通过螺纹连接，使得波导密封件7与波导体5连接牢固，且确保了密封效果。

一些示例性实施例中，如图5和图6所示，波导体5的第一端与密封隔离部71相抵。波导体5的第一端与密封隔离部71的上端面相抵，以增强波导密封件7对波导体5的密封效果。

一些示例性实施例中，如图5和图6所示，天线插头6的第一端与密封隔离部71相抵。天线插头6的第一端与密封隔离部71的下端面相抵，以便在天线插头6与第二空腔套接时对天线插头6进行定位。

应当理解，波导体5的第一端与密封隔离部71的上端面之间也可以设置间隙，天线插头6的第一端与密封隔离部71的下端面之间也可以设置间隙。

一些示例性实施例中，如图6所示，第一导波段72包括第一锥形过渡段721，第一锥形过渡段721的截面积自下而上(即沿着远离密封隔离部71的方向)逐渐减小，且第一锥形过渡段721的尖端(上端)伸入第三导波通路51内；第二导波段73包括第二锥形过渡段731，第二锥形过渡段731的截面积自上而下(即沿着远离密封隔离部71的方向)逐渐减小，且第二锥形过渡段731的尖端(下端)伸入第二导波通路61内。

第一锥形过渡段721的设置，便于将辐射元件辐射的电磁波由第三导波通路51引导至波导密封件7，第二锥形过渡段731的设置，便于将反射的电磁波由第二导波通路61引导至波导密封件7，减少电磁波的反射。

一些示例性实施例中，如图6所示，第一导波段72还包括第一柱形段722，第一柱形段722连接在第一锥形过渡段721和密封隔离部71之间；第二导波段73包括第二柱形段732，第二柱形段732连接在第二锥形过渡段731和密封隔离部71之间。其中，第一柱形段722上端的端面与第一锥形过渡段721下段的端面重合，第二柱形段732下端的端面与第二锥形过渡段731上段的端面重合。

一些示例性实施例中，如图6所示，第一柱形段722、第一锥形过渡段721、第二柱形段732和第二锥形过渡段731的中心线重合，以形成波导密封件7的中心轴线。第三导波通路51和第二导波通路61的中心轴线重合，并与波导密封件7的中心轴线重合。

一些示例性实施例中，第一锥形过渡段721和第二锥形过渡段731可为圆锥段(横截面呈圆形)或棱锥段(横截面呈多边形)，第一柱形段722和第二柱形段732可为圆柱段(横截面呈圆形)或棱柱段(横截面呈多边形)。

设置波导密封件7，使得电磁波更多地经过第一导波段72和第二导波段73实现由第三导波通路51到第二导波通路61(或第二导波通路61到第三导波通路51)的传输，这样电磁波在第三导波通路51和第二导波通路61内更多地采用单模传输，减少激励出的多模信号。

一些示例性实施例中，如图5和图6所示，第三导波通路51包括相连通的第一柱形腔511和第一锥形腔512，第一锥形腔512靠近波导体5的第一端设置，且第一锥形腔512的截面积自上而下(即沿着朝向波导体5的第一端的方向)逐渐增大；第二导波通路61包括相连通的第二锥形腔612和第二柱形腔611，第二锥形腔612靠近天线插头6的第一端设置，且第二锥形腔612的截面积自下而上(即沿着朝向天线插头6的第一端的方向)逐渐增大；且第一柱形腔511、第一锥形腔512、第二柱形腔611和第二锥形腔612的中心线重合，即第三导波通路51的中心轴线与第二导波通路61的中心轴线重合。

其中，第一导波段72的第一柱形段722伸入第一锥形腔512内，第一锥形过渡段721的尖端伸入第一柱形腔511内；第二导波段73的第二柱形段732伸入第二锥形腔612内，第二锥形过渡段731的尖端伸入第二柱形腔611内。

第一柱形腔511和第二柱形腔611的截面积较小，电磁波能量通常在第一柱形腔511和第二柱形腔611内比较集中，通过设置第一锥形腔512和第二锥形腔612，增大了截面积，可减小能量集中和电磁波反射。

一些示例性实施例中，如图5和图6所示，第一导波段72和第二导波段73对称设置，第一锥形腔512和第二锥形腔612对称设置，且第一导波段72和第二导波段73的对称面(水平面)与第一锥形腔512和第二锥形腔612的对称面(水平面)可重合。进一步，第一柱形腔511的内径φ3和第二柱形腔611的内径φ4相等，使得电磁波自上而下以及自下而上的传输通路的可逆。

对称设置的第一导波段72和第二导波段73，第一柱形段722的直径φ1和第二柱形段732的直径φ2相等，第一柱形段722的轴向高度和第二柱形段732的轴向高度相等，第一锥形过渡段721的锥角θ1和第二锥形过渡段731的锥角θ2相等，第一锥形过渡段721的轴向高度和第二锥形过渡段731的轴向高度相等，第一锥形腔512的锥角θ3和第二锥形腔612的锥角θ4相等，第一锥形腔512的轴向高度和第二锥形过渡段731的轴向高度相等。

一些示例性实施例中，第一柱形段722的直径φ1和第一柱形腔511的内径φ3可相等，使得φ1＝φ2＝φ3＝φ4。第一锥形过渡段721的锥角θ1和第一锥形腔512的锥角θ3可相等，使得θ1＝θ2＝θ3＝θ4。

一些示例性实施例中，该波导组件适用于75-82GHz的电磁波，第一锥形腔512的轴向高度(沿图6中的上下方向)可为6.3mm-8.3mm(如7mm)，下端的直径可为6.5mm-8.5mm(如7mm)，上端的直径可为2.5mm-3mm(如2.73mm)，锥角θ3可为32°-36°(如34°)。即φ1、φ2、φ3、φ4可为2.5mm-3mm，θ1、θ2、θ3、θ4可为32°-36°。

一些示例性实施例中，如图6所示，密封隔离部71为等厚分隔筋，密封隔离部71具有邻近波导体5的第一表面(上表面)和邻近天线插头6的第二表面(下表面)，第一表面和第二表面为平面，或者为朝向波导体5所在的一侧凸出的弧面，或者为朝向天线插头6所在的一侧凸出的弧面。

当然，密封隔离部71也可以设置为非等厚的密封隔离部71，此时密封隔离部71的第一表面和第二表面可分别朝向波导体5所在的一侧和天线插头6所在的一侧凸出，如：密封隔离部71的第一表面为朝向波导体5所在的一侧凸出的弧面，第二表面为朝向天线插头6所在的一侧凸出的弧面；或者，第一表面为朝向天线插头6所在的一侧凸出的弧面，第二表面为朝向波导体5所在的一侧凸出的弧面。

一些示例性实施例中，如图6所示，密封隔离部71的厚度(沿图6中上下方向的厚度)为半波长的整数倍，如可为半波长，也可以为一个波长。

一些示例性实施例中，如图5所示，波导密封件7的环形侧壁74上设有止挡凸筋75，该止挡凸筋75可与雷达物位计的表壳81上设置的止挡台阶811相抵限位。

一些示例性实施例中，如图5所示，波导密封件7为一体式结构。

一些示例性实施例中，波导密封件7可采用PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(可熔性聚四氟乙烯)、氟塑料、PP(聚丙烯)塑料等制成。

如图4和图5所示，本申请实施例还提供了一种雷达物位计，包括表壳81、电路板83和上述任一实施例的波导组件，电路板83设置于表壳81内，波导组件的波导体5相比天线插头6更为靠近电路板83，且波导体5的第二端(与电路板83的第一端相对，图5中的上端)伸入表壳81内。

表壳81内的电路板83上设有辐射元件(未示出)，波导体5的第二端伸入表壳81内，使得辐射元件辐射的电磁波可自波导体5的第二端进入第三导波通路51内。波导体5的第一端通过波导密封件7实现绝缘、密封功能，确保雷达物位计工作的安全可靠。

一些示例性实施例中，如图5和图7所示，电路板83的邻近波导体5的第一板面(图5和图7中的下板面)上设有凹槽831，波导体5的第二端伸入凹槽831内。

雷达物位计还包括屏蔽电磁波的屏蔽壳84，屏蔽壳84设置于表壳81内，且屏蔽壳84和波导组件分别位于电路板83的两侧，屏蔽壳84与电路板83的第二板面(图5和图7中的上板面)相抵，且屏蔽壳84内设有凸起841，凸起841的凸出端面(图5和图7中的下端面)与凹槽831的底壁相抵，凸起841的凸出端面上设有凹腔842，凹腔842形成谐振腔。

波导组件位于电路板83的下侧，电路板83的第一板面上设有开口朝向的凹槽831，辐射元件可设置在凹槽831内，波导体5的第二端伸入凹槽831内，且波导体5上的环形凸筋52可与电路板83的第一板面相抵。屏蔽壳84位于电路板83的上侧，屏蔽壳84的下端面与电路板83的第二板面相抵。屏蔽壳84内设有向下凸出的凸起841，该凸起841与电路板83上的凹槽831上下对应设置，且凸起841的下端面可与凹槽831的底壁相抵。凸起841的下端面上设有凹腔842以形成谐振腔，且凹腔842的横截面积可与第三导波通路51的第一柱形腔511的横截面积相等。

一些示例性实施例中，如图5所示，表壳81内可填充有密封胶82。

实施例三

本申请实施例提供了一种波导组件和雷达物位计，其与实施例二的主要不同之处在于波导密封件。

本实施例中，如图8和图9所示，第一导波段72整体呈锥形，第二导波段73整体呈锥形，且第一导波段72和第二导波段73的中心线重合。

其中，第一导波段72的截面积自下而上(即沿着远离密封隔离部71的方向)逐渐减小，且第一导波段72的尖端(上端)伸入第三导波通路51内；第二导波段73的截面积自上而下(即沿着远离密封隔离部71的方向)逐渐减小，且第二导波段73的尖端(下端)伸入第二导波通路61内。

第一导波段72和第二导波段73呈锥形，便于将辐射元件辐射的电磁波由第三导波通路51引导至波导密封件7，以及将反射的电磁波由第二导波通路61引导至波导密封件7，减少电磁波的反射。

一些示例性实施例中，如图8和图9所示，第一导波段72穿过第一锥形腔512后伸入第一柱形腔511内，第二导波段73穿过第二锥形腔612后伸入第二柱形腔611内。

一些示例性实施例中，如图8和图9所示，第一导波段72的轴向高度(沿图9中的上下方向)可为12mm-15mm(如13.8mm)，底端(下端)的直径φ5可为4mm-6mm(如5mm)，锥角θ5可为15°-28°(如20°或21°)。

第一导波段72和第二导波段73可对称设置。第二导波段73的轴向高度(沿图9中的上下方向)可为12mm-15mm(如13.8mm)，底端(上端)的直径φ6可为4mm-6mm(如5mm)，锥角θ6可为15°-28°(如20°或21°)。

第一锥形腔512和第二锥形腔612可对称设置，使得第一锥形腔512的锥角θ3与第二锥形腔612的锥角θ4相等。第一锥形腔512的锥角θ3可大于第一导波段72的锥角θ5。

第一柱形腔511的内径φ3和第二柱形腔611的内径φ4可相等。第一导波段72底端的直径φ5可大于第一柱形腔511的内径φ3。

采用该波导密封件7，有利于实现阻抗匹配，减少电磁波的反射，提高了雷达物位计的测量性能。

实施例四

本申请实施例提供了一种微带-波导转换器，可用于雷达物位计。

如图10-图12所示，微带-波导转换器包括基板3以及设置在基板3上的微带线100，微带线100包括带状线1和匹配节2，匹配节2呈异型的菱形状，匹配节2在第一顶点处与带状线1连接，匹配节2被经过与第一顶点相邻的两个顶点的第一对角线分隔成靠近带状线1的第一匹配部分21和远离带状线1的第二匹配部分22，第一匹配部分21沿带状线1的延伸方向的高度大于第二匹配部分22沿带状线1的延伸方向的高度，匹配节2关于经过第一顶点和与第一顶点相对的第二顶点的第二对角线对称设置。

该微带-波导转换器中，微带线100包括带状线1和匹配节2，匹配节2呈异型的菱形状，即匹配节2大体呈菱形状，但略与菱形略有区别。具体的，匹配节2具有四个顶点，其在第一顶点(图12中位于上部的顶点)处与带状线1连接，匹配节2的第一对角线(图12中沿左右方向延伸的虚线所示)经过与第一顶点相邻的两个顶点(图12中位于左右两侧的顶点)，第二对角线(图12中沿上下方向延伸的虚线所示)经过第一顶点和与第一顶点相对的第二顶点(图12中位于下部的顶点)。匹配节2被第一对角线分隔成第一匹配部分21和第二匹配部分22，第一匹配部分21和第二匹配部分22大致呈等腰三角形状，且第一匹配部分21靠近带状线1，第二匹配部分22远离带状线1。其中，第一匹配部分21沿带状线1的延伸方向的高度H1大于第二匹配部分22沿带状线1的延伸方向的高度H2，使得匹配节2整体为上高下矮的结构。匹配节2关于经过第二对角线对称设置，即匹配节2整体为左右对称结构，且第一对角线和第二对角线相垂直。

通过设置上高下矮、左右对称的匹配节2，可实现带状线1与基板3上的波导腔321(具体描述见下文)之间的能量耦合，进而实现微带与波导之间的转换。该微带-波导转换器的工作频带宽，损耗小，传输特性好，同时，微带-波导转换器的结构简单，尺寸小，使得微带-波导转换器的实用性高。

一些示例性实施例中，如图14所示，匹配节2的第二顶点处设有第一切角，且第一切角形成的第一切边23与第一对角线平行。

将匹配节2下部的第二顶点处的角部切除，形成第一切边23，该第一切边23沿左右方向延伸，并平行于匹配节2的第一对角线。

一些示例性实施例中，如图14所示，与第一顶点相邻的两个顶点处分别设有第二切角和第三切角，且第二切角形成的第二切边24、以及第三切角形成的第三切边25均与第二对角线平行。

将匹配节2左右两侧的两个顶点处的角部切除，形成第二切边24和第三切边25，该第二切边24和第三切边25沿上下方向延伸，并平行于匹配节2的第二对角线。其中第二切边24和第三切边25关于第二对角线对称设置。

其中，第一切边23沿第一对角线的长度L1设置成大于第二切边24沿第二对角线的长度L2，且大于第三切边25沿第二对角线的长度L3。第二切边24沿第二对角线的长度L2与第三切边25沿第二对角线的长度L3相等。

当然，也可以如图12所示，不在与第一顶点相邻的两个顶点处、以及第二顶点处设置切角，使得与第一顶点相邻的两个顶点处、以及第二顶点处为尖角部。

一些示例性实施例中，如图12和图14所示，匹配节2的相邻两个顶点之间的连线为直线。一些示例性实施例中，如图15所示，匹配节2的相邻两个顶点之间的连线为向外侧凸出的弧线。其中，相邻弧线之间圆滑过渡连接。

一些示例性实施例中，如图12所示，第二对角线(即匹配节2的对称轴线)与带状线1的中心线(沿上下方向延伸)重合(均为图12中沿上下方向延伸的虚线)，使得微带线100整体为左右对称结构。

一些示例性实施例中，如图10和图11所示，基板3上设有波导腔321，且第一对角线和第二对角线的交点(图12中沿左右方向延伸的虚线和沿上下方向延伸的虚线的交点)设置成与波导腔321的中心线(图11中虚线所示)重合。

匹配节2的第一对角线和第二对角线的交点与波导腔321的中心线重合，使得微带线100辐射的电磁波能够在波导腔321内同相位传输(电磁波在介质中的传播速度小于空气中的传播速度，使得匹配节2不同部位辐射的电磁波能够同时到达波导腔321的边缘)。

当然，匹配节2的第一对角线和第二对角线的交点与波导腔321的中心线不重合，二者之间可以略有偏差。

一些示例性实施例中，如图10所示，其中，波导腔321可为矩形波导腔321，匹配节2可从矩形波导腔321的宽边的中间位置伸入矩形波导腔321内。

一些示例性实施例中，如图10和图11所示，基板3包括高频板31和高频复合板32，高频板31与高频复合板32固定，微带线100设置在高频板31上，且位于远离高频复合板32的一侧，波导腔321开设在高频复合板32上。

高频板31的厚度较小(通常小于1mm)，强度差；高频复合板32采用多层板(至少两层板)复合而成，厚度较大(通常大于1mm)，强度好。因此高频板31和高频复合板32固定形成的基板3整体强度增强，以便微带-波导转换器与其他部件进行组装装配。

一些示例性实施例中，如图10所示，带状线1包括相连接的第一带状线11和第二带状线12，第一带状线11和第二带状线12的中心线重合，且第二带状线12的线宽W2设置成小于第一带状线11的线宽W1，第二带状线12与匹配节2连接。

带状线1中，与匹配节2相连的第二带状线12的线宽W2小于远离匹配节2的第一带状线11的线宽W1，且第一带状线11和第二带状线12的中心线重合，使得带状线1整体为直线形。当然，带状线1也可以设置成线宽不变的等宽线。

一些示例性实施例中，微带线100的材质为铜，当然，也可以为其他金属导电材料。

一些示例性实施例中，如图10和图11所示，微带-波导转换器还包括短路块4，短路块4与基板3固定，且短路块4罩住匹配节2。

如图10和图11所示，短路块4可为金属块，其位于高频板31的远离高频复合板32的一侧，且短路块4内开设有谐振腔41，该谐振腔41的深度D为1/4波长。短路块4上还开设有避让微带线100的避让孔42。具体的，微带线100的第二带状线12穿过该避让孔42。

一些示例性实施例中，微带-波导转换器的工作频段可为70-90GHz，实现宽带工作。

本申请实施例的微带-波导转换器(采用图12所示的匹配节2)，仿真结果如图13所示。根据仿真结果显示，该微带-波导转换器的传输损耗小，回波损耗小，且带宽宽。

本申请实施例还提供了一种雷达物位计，包括上述任一实施例所述的微带-波导转换器。

综上所述，本申请实施例提供的微带-波导转换器，实现了信号在微带和波导之间的转换，且工作频带宽，损耗小，传输特性好，提高了雷达物位计的测量性能。

以上实施例仅表达了本申请的实施例性实施方式，其描述较为具体和详细，但的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括喇叭天线、天线插头和阻抗匹配器，所述喇叭天线内设有锥形的第一导波通路，所述天线插头的一端插入所述喇叭天线内，所述天线插头内设有第二导波通路；

所述阻抗匹配器设置在所述喇叭天线和所述天线插头之间，所述阻抗匹配器包括第一匹配尖和第二匹配尖，所述第一匹配尖和所述第二匹配尖均呈锥形，并分别伸入所述第一导波通路和第二导波通路内。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一匹配尖和所述第二匹配尖对称设置。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一匹配尖的底端的直径大于所述第二匹配尖的底端的直径，所述第一匹配尖的锥角大于所述第二匹配尖的锥角，所述第一匹配尖的高度大于或等于所述第二匹配尖的高度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述阻抗匹配器还包括分隔部和密封固定部，所述第一匹配尖和所述第二匹配尖分别设于所述分隔部的两侧，所述密封固定部呈环形，且所述密封固定部的第一端与所述分隔部的周边连接，所述密封固定部的第二端朝向所述第二匹配尖所在的一侧延伸，所述密封固定部夹紧固定在所述喇叭天线和所述天线插头之间，并将所述喇叭天线和所述天线插头密封隔离。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述喇叭天线的内壁面包括台阶支撑面，所述天线插头的外壁面包括台阶配合面，所述台阶配合面支撑在所述台阶支撑面上，所述台阶支撑面的内边缘设有倒角；

所述密封固定部的第二端设有凸出的固定部，所述固定部支撑在所述倒角处并被所述台阶配合面压紧。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述喇叭天线的内壁面还包括位于所述台阶支撑面的靠近所述分隔部一侧的第一侧密封面，所述天线插头的外壁面还包括位于所述台阶配合面的靠近所述分隔部一侧的第二侧密封面，所述密封固定部为侧密封部，并夹紧在所述第一侧密封面和所述第二侧密封面之间。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述喇叭天线的内壁面还包括位于所述第一侧密封面的远离所述台阶支撑面一侧的锥形面，所述锥形面内形成所述第一导波通路；

所述锥形面的靠近所述第一侧密封面的一侧设置成与所述密封固定部的外侧壁面或者所述分隔部的外侧壁面接触，使所述分隔部至少部分位于所述第一导波通路内，且所述分隔部与所述天线插头之间具有间隙。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，还包括波导体和波导密封件，所述波导体内设有第三导波通路，并设置于所述天线插头的远离所述第一导波通路的一侧，所述波导密封件设置于所述波导体和所述天线插头之间、并将所述波导体和所述天线插头密封隔离；

所述波导密封件包括密封隔离部、以及分别设置于所述密封隔离部两侧的第一导波段和第二导波段，所述密封隔离部将所述第二导波通路和所述第三导波通路密封隔离，所述第一导波段伸入所述第二导波通路内，所述第二导波段伸入所述第三导波通路内。

9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述第一导波段和所述第二导波段均呈锥形，且对称设置。

10.一种雷达物位计，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的天线装置。

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