[发明专利]一种多频段宽带双极化加脊喇叭天线

说明书

本发明公开了一种多频段宽带双极化加脊喇叭天线，属于天线领域。该喇叭天线包括外围天线部分和中心天线部分，中心天线部分嵌套于外围天线部分之中，两者天线轴向重合；所述的外围天线部分包括外围天线壁和四副外围双脊天线；所述的中心天线部分包括中心天线壁和两副中心双脊天线。本发明具有更大的工作带宽3～39GHz；中心天线部分设计位于外围天线部分之中，并与外围天线部分具有相同的天线轴向，结构紧凑；具有灵活多样的工作方式，中心天线部分、外围天线部分可同时工作也可单独工作。

技术领域

本发明属于天线领域，涉及一种加脊喇叭天线。

背景技术

宽带天线是重要的天线技术发展方向，而双极化天线比单极化天线适用范围更广。根据宽频带波导理论设计的加脊喇叭天线已经成为一项成熟技术，目前应用较广的有双脊喇叭天线和四脊喇叭天线，双脊喇叭天线可以产生一种极化方式的辐射，四脊喇叭天线可以产生水平、垂直两种极化方式的辐射。但由于加脊喇叭天线脊宽和短路后腔等结构的限制，现有加脊喇叭天线的性能在应用上依然具有一定的局限性，包括：

1)现有的加脊喇叭天线工作带宽有限，不能同时覆盖C、X、Ku、K、Ka频段，为工作带宽要求较高的电子信息系统设计工作带来不便。例如在电子对抗领域，现有的雷达干扰设备为了同时覆盖上述工作频段，至少分2个工作频段设计干扰天线及配套馈电设备、伺服设备等，造成设备规模和成本增加。

2)多个加脊喇叭天线组合使用时，无法做到共天线轴向，并难以保证高集成度。例如两个加脊喇叭天线只有前后放置才能做到共天线轴向，但会带来严重的遮挡问题，且两个天线并排放置时必须保证两者之间具有一定间距，否则会存在电磁互扰问题。

发明内容

为了解决雷达、通信、电子对抗、仿真测试系统等应用中，对射频天线的共天线轴向、宽频段、多极化、高集成度要求等技术问题，本发明提出了一种多频段宽带双极化加脊喇叭天线。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种多频段宽带双极化加脊喇叭天线，包括外围天线部分和中心天线部分，中心天线部分嵌套于外围天线部分之中，并且两个天线轴向重合；

所述的外围天线部分包括外围天线壁、四副外围双脊天线、外围天线短路腔和四个外围天线同轴连接器；每副外围双脊天线底端连接一个外围天线短路腔；每副外围双脊天线包括外脊和内脊，外脊与外围天线壁垂直连接，内脊与中心天线部分连接；水平方向的两副外围双脊天线构成水平极化，垂直方向的两副外围双脊天线构成垂直极化；同一极化方向上的两副外围双脊天线的底部均连接一个外围天线同轴连接器，其中，一个外围天线同轴连接器的外导体固定在外围天线短路腔的外表面，外围天线同轴连接器的内导体垂直穿过外围天线短路腔波导壁、外围双脊天线的外脊，与外围双脊天线的内脊连接；为了保持相同的馈电相位，另一个外围天线同轴连接器的外导体固定在外围天线短路腔的外表面，外围天线同轴连接器的内导体垂直穿过外围天线短路腔的波导壁、外围双脊天线的内脊后，与外围双脊天线的外脊连接。

所述的中心天线部分包括中心天线壁、两副中心双脊天线、中心天线短路腔和中心天线同轴连接器；中心天线壁固定在四副外围双脊天线的内脊上，两副中心双脊天线正交置于中心天线壁内，水平方向的中心双脊天线构成水平极化，垂直方向的中心双脊天线构成垂直极化；每副中心双脊天线的一对脊与中心天线壁垂直连接，延伸出中心天线壁的部分与外围双脊天线的内脊连接为一体，每副中心双脊天线的一对脊的底端连接一个中心天线同轴连接器，所述的中心天线同轴连接器的外导体固定在中心天线短路腔外表面，中心天线同轴连接器的内导体与中心双脊天线的极化方向保持一致，垂直穿过中心双脊天线的一个脊的根部后，并与另一个脊连接。

进一步的，外围双脊天线的内脊厚度通过倒角方式逐渐减小至中心双脊天线的脊的厚度，延伸出中心天线壁的部分与中心双脊天线的脊匹配连接。

进一步的，外围双脊天线的内脊延伸出中心天线壁的部分与中心双脊天线的一个脊匹配连接的交界处采用样条插值方法进行平滑处理。