[发明专利]一种宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线

说明书

本发明涉及一种宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线，其中喇叭壁和脊均采用特定曲线，并相互配合，该宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线可以有效拓展工作带宽，降低电压驻波比，并能够显著降低波束宽度随频率变化；馈电探针采用两个SMA接头连接的半刚同轴电缆，两个馈电探针垂直安装，分别对应馈源的两个相互垂直方向极化，由于脊间距离较小，对馈电探针伸出部分尺寸进行处理；同时将脊曲线的终端外探特定长度，高于喇叭壁曲线终端，该设计进一步起到了展宽低频带宽和控制方向图的作用，同时将相位中心位置尽量控制在口面位置附近。

技术领域

本发明涉及紧缩场馈源天线的技术领域，具体涉及一种宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线。

背景技术

馈源是反射面天线的核心组成部分，直接影响天线工作频带和综合性能，其中高性能宽频带的馈源可以有效地改善天线的工作性能。随着目前多个技术领域对超宽带馈源需求的提升，提出在较高的频带内得到较稳定的波束宽度及辐射特性的需求，故对这种超频带馈源天线的设计与应用具有重要的实际意义。

传统的四脊喇叭天线具有一定的应用空间，但是其有一定的缺陷，其方向图在高频时出现不对称，并且波束宽度不稳定，其随着频率的升高往往急速变窄，使天线达不到设计要求，且高频易出现方向图主瓣分裂的情况。而且其交叉极化水平较高影响测试精度，所以需要通过对四脊喇叭进行改良及设计。

目前对四脊喇叭天线的改良一直在进行着，主要通过对四脊喇叭天线的天线壁和脊片参数进行优化。以及增加口面适配器，高次模抑制环等设计。本发明通过设计一种宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线。

发明内容

本发明设计出一种宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线，其具有回波损耗小，波束宽度稳定，质量轻，成本低等优点。

本发明采用的技术方案为：一个宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线，其组成部分包括一个特定函数曲线的喇叭壁1，四个有两种特定函数曲线构成的脊片，一个后腔4，一个短路板7，两个SMA接头连接的半刚同轴电缆；特定函数曲线的圆形喇叭壁1和四个特定脊曲线的脊及一个后腔4和短路板7依次构成宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线；四个特定脊曲线的脊均匀安装在圆形喇叭壁1上，脊片外侧曲线与喇叭壁曲线相同，用以安装脊片，但脊片高度高于喇叭壁高度，可通过调节脊片与喇叭壁高度差改善高频方向图和波束宽度；两个采用SMA接头连接的半刚同轴电缆依次穿过喇叭壁和四个脊中的一个，电缆馈电接头的外导体与喇叭壁和穿过的脊电气连接，由于四个脊片间距离较小，对伸出SMA接头的半刚同轴电缆的内导体部分尺寸进行缩小，采用直径为0.15mm探针后与对面的脊进行电气连接，通过改变伸出部分内导体的尺寸改善方向图的对称性。

所述的宽带脊片外探四脊圆喇叭馈源天线的喇叭壁是一个曲线函数构成，采用曲线型的外壁，它可以通过喇叭壁轮廓的自由变化对波导模进行自由变换，有效地将输入的主模转换为与自由空间相匹配的波束，运用曲线型外壁，使得天线的口径边缘处的口径场的大小随频率的的增加而减小，这样满足波束宽度随着频率的增加而保持稳定的必要条件，所以曲线型喇叭壁有利于保持恒定波束宽度，同时圆形的口径能够保证口径场具有圆对称性。在设计喇叭壁时，曲线长度在0.83λ_c～0.85λ_c，λ_c为最低工作频率对应波长。口面直径在0.65λ_c～0.68λ_c之间；喇叭壁指数曲线方程：