[实用新型]一种斜角同轴波纹喇叭结构

说明书

本实用新型公开了一种斜角同轴波纹喇叭结构，包括：斜角波纹，所述斜角波纹的一端连接在第一个同轴波纹的末端，并以所述第一个同轴波纹的末端为轴，向波导口方向旋转弯折形成一定的夹角，斜角波纹的另一端与波导壁的上端面之间形成一环形槽。本实用新型通过设计斜角的波纹结构，在波纹和波导之间形成了一个具有较大电容负载的环形槽；在电容负载的作用下，斜角环形槽对于波导的电磁能量可以看成一个光滑渐变的过渡段，口径逐渐张开的斜角结构将会降低波导的截止频率，因此会改善低频的反射损耗；同时，斜角波纹在环形槽的容性作用下并不会破坏波纹喇叭所在口径处的电场分布，因此在改善阻抗特性的同时仍具备波纹喇叭辐射方向图旋转对称的特性。

技术领域

本实用新型涉及波纹喇叭领域，尤其是涉及一种斜角同轴波纹喇叭结构。

背景技术

波纹喇叭是反射面天线的标准馈源形式，具有旋转对称的高斯型远场方向图，且方向图几乎不随频率变化，同时波纹喇叭相位中心恒定且旁瓣和交叉极化水平较低，几乎满足射电望远镜馈源的所有性能要求，因此是工作频率在0.5GHz以上的高灵敏度射电望远镜反射面天线的常用馈源。

波纹喇叭根据结构的不同可以分为小张角喇叭、标量喇叭和同轴波纹喇叭三种形式。在小张角喇叭、标量喇叭和同轴波纹喇叭三种形式的波纹喇叭中，同轴波纹喇叭的波纹由口径面上的一组同心圆环构成，相比于在波导内壁垂直于斜径和轴线刻槽的小张角喇叭和标量喇叭，同轴波纹喇叭更易优化和加工。

Ying提出的同轴波纹喇叭具有很好的电性能，是射电天文反射面最常用的馈源形式，可以在1.7:1的带宽范围内得到近乎恒定的波束宽度，带内反射因子在-20dB以下[1]。事实上，同轴波纹喇叭馈源高频时具有很好的阻抗性能，但是由于高次模的存在，高频方向图变化会比较明显，甚至出现裂瓣；低频时同轴波纹喇叭方向图较为稳定，有很好的照明和旋转对称性,然而频率向下靠近到波导截止频率时，反射因子会急剧增加。因此同轴波纹喇叭的方向图带宽属于高频截止，而阻抗带宽属于低频截止。针对同轴波纹喇叭阻抗带宽和方向图带宽不一致的问题，本实用新型在Ying氏同轴波纹喇叭的基础上提出一种新型斜角同轴波纹喇叭，可以改善低频的反射水平，有效拓展同轴波纹喇叭的工作带宽至一个倍频程。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种斜角同轴波纹喇叭结构，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种斜角同轴波纹喇叭结构，包括：斜角波纹，所述斜角波纹的一端连接在第一个同轴波纹的末端，并以所述第一个同轴波纹的末端为轴，向波导口方向旋转弯折形成一定的夹角，斜角波纹的另一端与波导壁的上端面之间形成一环形槽。

作为一种进一步的技术方案，所述夹角的角度θ₀＝0.6*BW；其中，BW为设计指标要求斜角波纹喇叭-13dB的波束宽度。

作为一种进一步的技术方案，所述环形槽的高度不大于0.1λ；其中，λ为设计频段的最高频率对应的波长。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过设置环形槽在波纹和波导之间形成了一个很大的电容负载；在较大电容负载的作用下，斜角环形槽对于波导的电磁能量可以看成一个光滑渐变的过渡段，口径逐渐张开的结构将会降低波导的截止频率，因此会改善低频的反射损耗；同时，斜角波纹在环形槽的容性作用下并不会破坏波纹喇叭所在口径处的电场分布，因此在改善阻抗特性的同时并不会恶化方向图的对称性。

附图说明