[发明专利]一种以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线

说明书

本发明属于天线技术领域，涉及到连续切向节(CTS)天线，具体涉及一种以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线，适用于厘米波频段的通信发射与接收。本发明的以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线包括抛物盒天线和CTS阵列；CTS阵列包括平行板波导和固定于平行板波导上的辐射枝节；所述CTS阵列的波导腔与抛物盒天线的馈源辐射面连接，CTS阵列的平行板波导和辐射枝节均为阶梯状。本发明设计了一种阶梯型平行板波导传输结构，通过逐级降低平行板波导的高度，逐级提高天线辐射枝节的能量耦合系数，从而保证每个天线辐射枝节从平行板波导内耦合出的能量是相当的，使得天线的最大辐射方向为边射方向且增益取得最大。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及到连续切向节(CTS)天线，具体涉及一种以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线，适用于厘米波频段的通信发射与接收。

背景技术

在所有的无线通信系统中，无线电波的发射和接收都要使用天线来完成。因此，天线的性能将直接影响无线通信系统的工作性能。具备良好性能的天线可以有效提高系统的灵敏度，降低系统中其他部件的要求和复杂度，提高系统的工作效率。在雷达、通信、遥感遥测、空间技术等诸多领域，高增益天线有着广泛的需求。传统的高增益天线有微带天线阵、波导缝隙天线阵、抛物面天线、透镜天线等。

上世纪90年代初，美国Hughes航空公司提出了连续切向节天线，连续切向节天线以平行板波导作为传输结构，并在平行板波导上开贯穿其横截面的开路枝节，其辐射机理类似于波导缝隙天线，都属于漏波天线。CTS天线可以工作在微波、毫米波和准光波频段，可以实现波束赋形、多波束、双极化、双频带和单脉冲；同时，由于其天生的平行板结构，天线损耗低；另外，CTS天线对对加工精度不敏感，对于20％的填充介质的介电常数变化引起的耦合能量的变化低于0.5dB，可采用热塑、注模、压制等成熟工艺进行加工。平行板连续切向节天线虽然有着优异的性能和广泛的应用，但由于其最先由商业公司开发并且涉足军事领域，其可供查阅的公开文献并不多。

发明内容

本发明鉴于上述技术背景和使用需求，针对卫星通讯的应用设计了一种以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线。本发明使用抛物盒天线作为CTS天线的馈源，抛物盒天线是柱形抛物面天线的变形,它是由两块平行的金属板屏蔽的短柱形抛物面，并在抛物面焦点处放置一小馈源。屏蔽金属板的作用一方面是防止馈源辐射能量的漏失，另一方面是保证射到抛物面上的波是柱面波，经过抛物面反射在口径面形成同相场。为保证馈源向抛物面方向辐射，在馈源后放置一反射器。本发明具有高增益、宽频带、结构简单，易加工等优点。

为了达到上述技术目的，本发明的具体技术方案为：

一种以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线，包括抛物盒天线和CTS阵列；CTS阵列包括平行板波导和固定于平行板波导上的辐射枝节；所述CTS阵列的波导腔与抛物盒天线的馈源辐射面连接，CTS阵列的平行板波导和辐射枝节均为阶梯状。

优选的，以抛物盒天线为馈源的串馈型CTS天线还包括同轴探针和反射器；所述同轴探针和反射器设置于抛物盒天线的底面，所述同轴探针设置于抛物盒天线的抛物面焦点。

优选的，所述辐射枝节为两层阶梯状。

优选的，所述平行板波导的一面为平面且固定有辐射枝节，另一面为逐级厚度降低的阶梯状，第一阶厚度减小3mm，第二阶厚度减小2.5mm，第三阶厚度减小2mm，第四阶厚度减小1.5mm，第五阶厚度减小1mm，第六阶厚度减小0.8mm，第七阶厚度减小0.6mm，第八阶厚度减小0.4mm，第九阶厚度减小0.2mm。

优选的，平行板波导为逐级厚度降低的阶梯状，最大厚度部分与抛物盒天线的馈源辐射面连接。

优选的，所述辐射枝节包括相互连接的小径部分和大径部分，小径部分的一端连接平行板波导，另一端连接大径部分。