[发明专利]一种圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构

说明书

技术领域

本发明属于微波传导技术领域，具体涉及一种圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构。

背景技术

近几年提出来的基片集成波导结构几乎保持了微带线和波导的优点特性，一方面其具备波导结构的低插损和低泄漏辐射特性，另一方面又具备了微带线的低剖面特性；这些特性让基片集成波导在共形天线和电路设计中备受青睐。

然而，目前主要的共形天线和电路设计主要集中在飞行器上的特定形状上，例如，圆柱面，圆锥面，抛物面等曲面的共形设计上；但是，在实际情况中，高速的飞行器一般起于一个锥类形状的鼻端然后慢慢过渡到柱类形状的机身上，以此来更好的满足空气动力学，保证物体受到较小的阻力；因此，为避免单独形状的共形微波器件在实际应用中大大受限，必须设计一种圆锥面到圆柱面的共形过渡结构。

发明内容

本发明目的在于针对上述在高速飞行器表面共形的天线和电路设计中，共形载体形状单一导致的共形器件在实际中无法得到应用的难题，提供一种圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构，用以实现圆锥面共形基片集成波导到圆柱面共形基片集成波导的过渡。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构，包括过渡共形载体及设置于载体表面的过渡共形基片集成波导；其特征在于，所述过渡共形载体呈类圆台形，过渡共形载体的顶面与圆锥共形载体底面重合，过渡共形载体的底面与圆柱共形载体顶面重合；过渡共形载体的纵切面呈类梯形、梯形的腰为圆弧；所述过渡共形基片集成波导与圆锥共形基片集成波导、圆柱共形基片集成波导对应连接。

进一步的，所述圆弧为圆心位于圆锥共形载体侧表面的垂直线上、半径为r的圆上弧长为l的任意一段：其中，为过渡角：α为圆锥共形载体侧表面与底面的夹角，r的取值范围为[5λ,20λ]，λ为工作波长。

所述过渡共形基片集成波导由从下往上依次层叠的下金属覆铜层、中间介质层及上金属覆铜层构成，所述中间介质层中设置有两排平行的金属化通孔、以形成基片集成波导，过渡共形基片集成波导的宽度与圆锥共形基片集成波导、圆柱共形基片集成波导相匹配。

本发明的有益效果在于：提供一种圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构，能够实现圆锥面共形基片集成波导到圆柱面共形基片集成波导的过渡，能够实现圆锥面和圆柱面两种复杂表面之间的平滑过渡(曲线的斜率是连续可导的)，具有较低插损和良好的阻抗匹配特性。适用于导弹、火箭、战斗机等高速飞行器流线型鼻锥端的毫米波共形器件的设计，在不影响空气动力学的情况下保证优良的电性能。

附图说明

图1为本发明圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构整体结构示意图。

图2为本发明圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构底部侧视示意图。

图3为本发明圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导过渡结构的截面图。

图4为本发明实施例中圆锥面到圆柱面柔性共形基片集成波导传输结构整体结构的平面展开示意图(平面加工示意图)。

图5为本发明实施例中过渡共形基片集成波导结构示意图。

图6为本发明实施例中过渡共形基片集成波导S参数仿真结果。

图7为本发明实施例中将过渡结构应用到圆锥面共形基片集成波导缝隙阵列天线与圆柱面馈电结构。

图8为本发明实施例中具体尺寸图。

图9为本发明实施例中半径61的大小所引发的弧长不同程度的曲率变化，对过渡结构的柔性共形基片集成波导的电磁波传播特性的影响曲线。

图10为本发明实施例中S参数仿真和测试结果图。

图11为本发明实施例中方向图仿真和测试结果图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例：