CN220042268U - 一种用于相控阵外校准的波导天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于相控阵外校准的波导天线，所述波导天线包括：波导部，为中空矩形柱状体，柱状体中段成圆滑弯曲状，所述柱状体的横截面为矩形，所述矩形包括宽边与窄边，所述宽边所在的柱状体侧壁对称设置有镂空部；所述波导部包括第一开口与第二开口，所述第一开口的开口方向与所述第二开口的开口方向垂直；所述波导部的第二开口所在的一端设置有波导部法兰结构，所述波导部法兰上至少设置有一个螺孔；馈电部，通过螺钉与所述波导部部固定连接。使用本实用新型中的波导天线进行校准，在波导天线的波导部上设置H形镂空结构，提高了波导天线的交叉极化辐射电平，降低了校准天线与相控阵阵面单元之间的极化损耗，提升了校准的准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种用于相控阵外校准的波导天线。
背景技术
随着相控阵雷达技术的发展，各种形式规模的相控阵不断得到应用，特别是大型有源相控阵，阵面有源单元数以千计，通道故障和单元失效情况时有发生。另外，随着系统工作时间的增加，阵面内部的有源器件的性能也会发生变化，导致系统性能恶化。所以，需要在外场对天线阵面进行定期监测和校准，以达到保证雷达系统正常工作的目的。波导天线是各类天线中能同时获得较高增益和较宽波束宽度的天线，该类天线在辐射方向上能获得较好的能量聚集特性，从而减少其他方向的噪声恶化指向范围内的信号强度，当被用于相控阵校准时能得到较高的信噪比。同时该类天线还具有中等的波束宽度，能够覆盖较宽的空间角域，当被用来校准时能提高校准效率。但是波导天线通常具有较高的极化纯度，当被用于外校准时，波导天线和相控阵部分阵元之间能量传输存在较大的极化损耗，使得校准性能恶化。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于相控阵外校准的波导天线，用以至少解决现有技术中波导天线和相控阵部分阵元之间能量传输存在较大的极化损耗，使得校准性能降低的问题。
根据本实用新型实施例的一种用于相控阵外校准的波导天线，包括：
波导部，为中空矩形柱状体，所述柱状体中段成圆滑弯曲状，所述柱状体的横截面为矩形，所述矩形包括宽边与窄边，所述宽边所在的柱状体侧壁对称设置有镂空部；所述波导部包括第一开口与第二开口，所述第一开口的开口方向与所述第二开口的开口方向垂直；所述波导部的第二开口所在的一端，沿垂直所述第二开口方向设置有法兰部，所述法兰部至少设置有一个螺孔；
馈电部，通过螺钉与所述法兰部固定连接。
根据本实用新型的一些实施例，所述镂空部为“H”或“T”形。
根据本实用新型的一些实施例，所述馈电部包括：
波导同轴转换器，通过螺钉与所述法兰部固定连接；
射频接头，与所述波导同轴转换器远离所述波导部的一端通过螺钉连接。
根据本实用新型的一些实施例，所述馈电部为耦合器。
根据本实用新型的一些实施例，所述波导部的第一开口所在的一端为E面喇叭天线。
根据本实用新型的一些实施例，所述波导部的第一开口所在的一端为H面喇叭天线。
根据本实用新型的一些实施例，所述波导部为脊间隙波导。
采用本实用新型实施例，在波导天线的波导部上设置镂空部结构，提高了波导天线的交叉极化辐射电平，降低了校准天线与相控阵阵面单元之间的极化损耗，进一步提高了校准的稳定性、可靠性与准确性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述技术特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型实施例中导天线的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中波导天线在宽带内的反射系数示意图；
图3是本实用新型实施例中波导天线在中心频点的辐射方向对比示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本实用新型提出一种用于相控阵外校准的波导天线，包括：
波导部，为中空矩形柱状体，所述柱状体中段成圆滑弯曲状，使得弯曲段波导部两端的波导部延伸方向互相垂直。柱状体波导部的横截面为矩形，所述矩形包括宽边与窄边，在所述宽边所在的柱状体的两个侧壁对称设置有镂空部，即通过镂空部使得波导部内部的中空结构与波导部外部连通。所述波导部包括第一开口与第二开口，所述第一开口的开口方向与所述第二开口的开口方向垂直；所述波导部的第二开口所在的一端，沿垂直所述第二开口方向设置有法兰部，所述法兰部至少设置有一个螺孔。可以理解的是，所述法兰部可以是与波导部适配的法兰器件，也可以是与波导部一体成型的法兰结构。
馈电部，通过与法兰部上所设螺孔适配的螺钉将馈电部与所述波导部固定连接。可以理解的是，为了使得结构更加稳固，可以在沿波导部法兰的边缘对称设置多个螺钉，以实现馈电部与波导部更加牢固的固定。
采用本实用新型实施例，在波导天线的波导部上设置镂空部，提高了波导天线的交叉极化辐射电平，降低了校准天线与相控阵阵面单元之间的极化损耗，进一步提高了校准的稳定性、可靠性与准确性。
在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
根据本实用新型的一些实施例，所述镂空部可以为“H”、“T”、“工”、“V”形等不同形状。
根据本实用新型的一些实施例，所述馈电部包括：
波导同轴转换器，其靠近波导部的一端设置有馈电部法兰结构，该法兰结构可以是与波导同轴转换器一体成型的法兰器件，馈电部法兰上对应的设置有与波导部法兰适配的螺孔，通过螺钉将馈电部与波导部固定连接，实现波导同轴转换器与波导部的固定。转换器远离波导部的另一端的轴心位置设置有通孔，围绕通孔四周也设置有若干螺孔。
射频接头，与所述波导同轴转换器远离所述波导部的一端通过螺钉连接，使得射频接头的探针通过通孔伸入波导同轴转换器的内部。
根据本实用新型的一些实施例，所述馈电部为耦合器。
根据本实用新型的一些实施例，所述波导部的第一开口所在的一端为E面喇叭天线。
根据本实用新型的一些实施例，所述波导部的第一开口所在的一端为H面喇叭天线。
根据本实用新型的一些实施例，所述波导部为脊间隙波导。
下面以一个具体的实施例详细描述适于用于相控阵外校准的波导天线。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
参考图1，本实施例中的波导天线包括：
波导部2，为中空矩形柱状体的金属结构，所述柱状体中段成圆滑弯曲状，使得弯曲段波导部2两端的延伸方向互相垂直。波导部2的横截面为矩形，所述矩形包括宽边与窄边，在所述宽边所在的柱状体的两个侧壁对称设置有H形镂空部1，即通过H形镂空部1使得波导部2内部的中空结构与波导部2的外部连通。所述波导部2包括第一开口与第二开口，所述第一开口的开口方向与所述第二开口的开口方向垂直。所述波导部2的第二开口所在的一端设有波导部法兰，围绕波导部法兰的边缘设置有四个第一螺孔。
波导同轴转换器4，其靠近波导部2的一端设有馈电部法兰，馈电部法兰上对应的设置有与波导部法兰适配的第二螺孔，通过第一螺钉3将波导部法兰与馈电部法兰固定连接，实现波导同轴转换器4与波导部2的固定。波导同轴转换器4远离波导部2的另一端的轴心位置设置有通孔，围绕通孔四周也设置有四个第三螺孔。
射频接头7，与所述波导同轴转换器4远离所述波导部2的一端通过第二螺钉6连接，使得射频接头7的探针5通过通孔伸入波导同轴转换器4的内部。
在进行校准时，将四个波导天线分别放置于相控阵的四角方向，波导天线的第一开口方向均指向相控阵的中心区域。波导天线在宽带内的反射示意图如图2所示，该波导天线的带宽大于40％。参考图3，通过波导天线在中心频点的辐射方向图，对比加载有H缝隙镂空部的波导天线与未加载H缝隙镂空部的波导天线，可以看出在在[-90deg:90deg]角域内天线的交叉极化提高了至少20dB。
使用本实施例中的波导天线进行校准，金属结构的天线保证了结构强度与稳定性，也实现了较高的增益与波束宽度，进一步提高了校准效率与校准精度。在波导天线的波导部上设置H形镂空部，提高了波导天线的交叉极化辐射电平，降低了校准天线与相控阵阵面单元之间的极化损耗，进一步提高了校准的稳定性、可靠性与准确性。
需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，可以将各个实施例进行不同的自由组合。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是，在本说明书的描述中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
Claims (7)
1.一种用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，包括：
波导部，为中空矩形柱状体，所述柱状体中段成圆滑弯曲状，所述柱状体的横截面为矩形，所述矩形包括宽边与窄边，所述宽边所在的柱状体侧壁对称设置有镂空部；所述波导部包括第一开口与第二开口，所述第一开口的开口方向与所述第二开口的开口方向垂直；所述波导部的第二开口所在的一端，沿垂直所述第二开口方向设置有法兰部，所述法兰部至少设置有一个螺孔；
馈电部，通过螺钉与所述法兰部固定连接。
2.如权利要求1所述的用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，所述镂空部为“H”或“T”形。
3.如权利要求1所述的用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，所述馈电部包括：
波导同轴转换器，通过螺钉与所述法兰部固定连接；
射频接头，与所述波导同轴转换器远离所述波导部的一端通过螺钉连接。
4.如权利要求1所述的用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，所述馈电部为耦合器。
5.如权利要求1所述的用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，所述波导部的第一开口所在的一端为E面喇叭天线。
6.如权利要求1所述的用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，所述波导部的第一开口所在的一端为H面喇叭天线。
7.如权利要求1所述的用于相控阵外校准的波导天线，其特征在于，所述波导部为脊间隙波导。
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