[发明专利]宽带高增益喇叭天线

说明书

本发明公开了一种宽带高增益喇叭天线，包括辐射段、平板波导、平行双线和馈电端口；所述辐射段包括两块相对放置呈喇叭开口的第一金属板，所述平板波导包括两块相对放置的第二金属板，一边与两块所述第一金属板喇叭开口的相对边分别连接，另一边与构成所述平行双线的两块相对放置的梯形第三金属板的长底边连接，所述馈电端口与两块所述第三金属板长底边的对边连接；每两块相对放置的金属板之间通过固定装置对金属板的位置进行固定。本发明能够达到更均匀的场分布，从而实现更高的增益，并且所提出的结构带宽宽、结构简单，可作为天线测量的标准天线，相控阵单元天线，大型射电望远镜的馈源等。

技术领域

本发明涉及一种喇叭天线，具体涉及一种宽带高增益喇叭天线。

背景技术

喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而成，其改善了波导与自由空间的匹配，使得波导中的反射系数小。喇叭天线具有结构简单和方向图易于控制的优点，常被用做天线测量中的标准天线；相控阵的单元天线；大型射电望远镜的馈源等。

现有的喇叭天线，有场分布不均匀，增益较低的缺陷。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种场分布均匀、结构简单、易于加工制作的宽带高增益喇叭天线。

技术方案：本发明的宽带高增益喇叭天线，包括辐射段、平板波导、平行双线和馈电端口；所述辐射段包括两块相对放置呈喇叭开口的第一金属板，所述平板波导包括两块相对放置的第二金属板，一边与两块所述第一金属板喇叭开口的相对边分别连接，另一边与构成所述平行双线的两块相对放置的梯形第三金属板的长底边连接，所述馈电端口与两块所述第三金属板长底边的对边连接；每两块相对放置的金属板之间通过固定装置对金属板的位置进行固定。

当馈电时，先后通过平行双线及平板波导，可以为本发明的宽带高增益喇叭天线提供近似TEM模，从而改善喇叭口径处的场分布，获得更高增益。

优选地，所述辐射段的两块第一金属板为平面结构或者经指数函数或vivaldi函数优化的曲面结构。进行优化折弯的曲面结构，能够改善宽带的匹配性能。

优选地，对两块所述第一金属板的相背面分别外扩充形成扩充结构。

优选地，所述第一金属板为楔形块或者梯形块结构。

优选地，对两块所述楔形块相对的侧边分别经指数函数或vivaldi函数优化形成曲线结构。

优选地，所述第一金属板对称放置，两块所述第二金属板、第三金属板分别互相平行放置。

优选地，所述平行双线传输TEM模。

有益效果：本发明与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、通过展宽传统TEM喇叭的馈电端，并利用梯形平行双线进行馈电，改善了喇叭口径处的场分布，使口径处场分布更加均匀，从而提高天线的增益。2、将辐射段利用vivaldi函数等进行优化，可提高天线在宽带上的匹配性能，从而展宽带宽。3、本发明结构简单、易于加工制作。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的右视结构示意图；

图4为利用HFSS软件计算的本发明在1-18GHz的增益；

图5为利用HFSS软件计算的的本发明在1-18GHz的S11；

图6为本发明辐射段的几种变形结构示意图，其中(a)为曲面结构，(b)为(a)的填充结构，(c)为平面结构填充后的楔形块结构，(d)为平面结构填充后的梯形块结构；

图7为本发明使用图6(a)的辐射段的立体结构示意图。