[发明专利]一种超宽带TEM喇叭天线及建模方法

说明书

本发明涉及一种超宽带TEM喇叭天线及建模方法，通过调整脊曲线、把喇叭宽面改为指数型曲面结构、在喇叭口处设计了独特的结构将宽面进行延伸，优化了高频方向图，从而增强了超宽带喇叭的高频性能。

技术领域

本发明属于电磁场、微波与天线技术，具体为一种喇叭天线及建模方法，喇叭天线用于信号收发。

背景技术

超宽带喇叭天线在测量、雷达及通信系统上的应用已经愈来愈广泛。现有的超宽带喇叭中，高频方向图并不十分理想：高频方向图出现旁瓣较高、主瓣在高频段过早出现分叉等现象，本发明通过调整脊曲线、把喇叭宽面改为指数型曲面结构、在喇叭口处设计了独特的结构将宽面进行延伸，优化了高频方向图，从而增强了超宽带喇叭的高频性能。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决现有技术中超宽带喇叭的高频方向图旁瓣较高主瓣在高频段过早出现分叉，本发明提出一种超宽带TEM喇叭天线及建模方法。

技术方案

一种超宽带TEM喇叭天线，包括短路板、馈电部分、脊波导段和喇叭段；馈电部分位于脊波导段的一侧，短路板位于脊波导段的后端面；在脊波导段的两个窄壁面中间设有外侧高内侧低的楔体；喇叭段的两个窄壁面采用介质板，在介质板上均匀分布金属线；其特征在于喇叭段的两个宽壁面为指数型曲面，在两个宽壁面内侧中间分别设有一个从脊波导段的馈电处延伸到喇叭口面指数型曲线的脊，指数型曲面位于喇叭口面的一端为圆弧状结构的缺口，圆弧状结构的缺口上设有多个槽。

所述的馈电部分采用N型同轴接头，在N型同轴接头的内导体伸出部分上设有加粗部分用于调节驻波。

所述的宽壁面上的指数型脊的曲线为y＝1.1*exp(0.0253*z)-0.03365*z。

所述的指数型宽壁曲面的函数为y＝1.2*exp(0.016*z)+0.18547*z。

所述的介质板的介电常数为4.4，厚度为1mm。

所述的金属线为6条。

一种对超宽带TEM喇叭天线进行建模的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：建立脊波导，在脊波导的窄壁面中间创建两个楔体，在脊波导的后端面创建短路板；

步骤2：在脊波导的一个宽壁面的外侧中间挖孔，将馈电段的同轴结构插入脊波导，同轴结构的外壁与上脊接触，内壁与下脊接触；

步骤3：建立喇叭段，窄壁面采用介质板代替金属板，介质板上覆有金属条，宽壁面采用指数型曲面替代平面，指数型曲面在喇叭口面处向外延伸，用一个球体与其相切从而得到一个圆弧状结构的缺口，在缺口上开槽；

步骤4：从脊波导的馈电处开始到喇叭段口面处，延宽壁面建立脊结构。

有益效果

本发明提出的一种超宽带TEM喇叭天线及建模方法，解决了高频方向图旁瓣较高主瓣在高频段过早出现分叉的问题，优化了高频段的驻波比和方向图，频带更宽，方向图尽可能少地出现裂瓣。

附图说明

图1超宽带TEM喇叭天线的正视图

图2超宽带TEM喇叭天线的俯视图

图3超宽带TEM喇叭天线的右视图

图4超宽带TEM喇叭天线的剖视图

图5立体HFSS仿真图

图6立体图

图7波导段的楔形结构

图8波导段的楔形结构尺寸图