[发明专利]一种高性能微波溅散板馈源天线

说明书

本发明公开了一种高性能微波溅散板天线，包括：一个通过模具冷压形成的碳纤维标准抛物面形成的分瓣便携主反射器；一个沿主反射器轴线方向馈电分段连接的圆波导管；一个赋形的旋转对称的介质溅散板，该介质溅散板位于圆波导管上方；一个设置在介质溅散板底面并经由金属薄片而形成的副反射器；一个将圆波导管和主反射器连接在一起的馈源连接波导。本发明的天线性能更加良好、轻便、美观且成本低廉的高性能微波溅散板天线。

技术领域

本发明属于微波天线设计与工艺技术领域，它特别涉及卫星通信系统中小口径天线Q、Ka、Ku及X等频段的溅散板天线设计与工艺。

技术背景

溅散板馈源天线属于双反射面后馈天线。相比传统的卡塞格伦、格里高利天线和环焦天线，溅散板馈源天线具有主反射面不需赋形，只赋形支撑介质表面和副反射面，所以既能控制天线口面的幅度分布，又能控制相位分布，实现高增益、低旁瓣、低交叉极化的天线方向图。并且溅散板馈源天线以介质作支撑，并以溅散板为副反射面，从而省去了支撑副反射面的支杆，消除支杆的遮挡，提高了天线效率，降低了天线方向图旁瓣，因而在卫星通信、射电天文、微波通信和遥感系统等领域得到大量应用。

环焦、卡塞格伦、格里高利和抛物面天线也是常用反射面天线类型，然而在毫米波天线由于波长很短，因而对天线结构设计和加工技术有十分严格的要求(通常要求表面加工精度为λ/16，容许的机械公差仅为0.02mm)，所以环焦、卡塞格伦和抛物面天线相对于小口径毫米波天线而言，会因为副反射面或者馈源的遮挡影响天线效率，并导致天线方向图旁瓣提高和不对称。而随着通讯技术的不断发展，为了方便使用需要更小的口径，更高的增益，电气性能更好的毫米波天线，溅散板抛物面天线更适用于小口径天线，天线效率更高，方向图性能更好。

目前的溅散板馈源天线主要问题是馈源开口辐射波导的终端匹配不理想，造成电压驻波比较高。而且由于溅散板馈源天线的馈源多为光壁圆波导，这样频率升高时，波导开口处由于不连续性在波导内激励并传播有害的波导模式，影响天线的宽频带波瓣等化特性。现有解决办法就是增加销锥或者柱状台阶匹配过渡，但也只能解决较窄的频段匹配，无法解决如卫星通信中宽频段收发甚至多频段收发的问题。因此迫切需要发展新的设计与工艺技术来满足这种需求。

发明内容

针对上述微波溅散板馈源天线存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种性能更加良好、轻便、美观且成本低廉的高性能微波溅散板馈源天线。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案：

一种微波溅散板馈源天线，其特征在于，包括：

一个通过模具冷压形成的碳纤维标准抛物面形成的分瓣便携主反射器；

一个沿主反射器轴线方向馈电分段连接的圆波导管；

一个赋形的旋转对称的介质溅散板，该介质溅散板位于圆波导管上方；

一个在介质溅散板底面经由金属薄片而形成的赋形的副反射器；

一个将圆波导管和主反射器连接在一起的馈源连接波导；

本发明的微波溅散板馈源天线，和现有的天线相比，带来的技术效果是：

以介质作支撑并以附着在介质上的金属薄片作为副反射器，从而省去了支杆，消除了支杆的遮挡，提高了天线效率。

馈源照射角以外的电磁波照射到介质内表面，部分地被反射到介质副反射面，经多次反射和折射后到达主面，从而提高了馈源的照射效率。

因为采用了副反射器和介质表面赋形的双赋形技术，所以既能控制天线口面的幅度分布又能控制相位分布。这样，就可以采用优化的口面场分布实现预期的辐射场。例如可降低天线旁瓣和背瓣的电平。