[发明专利]一种双频段锥/笔形复合波束嵌套天线

说明书

本发明公开了一种双频段锥/笔形复合波束嵌套天线，具体由S波段锥形波束天线和Ku波段笔形波束双极化天线两部分组成。其中，S波段锥形波束天线为同轴喇叭，并采用四个同轴探针进行馈电，由此实现锥形波束方向图。Ku波段笔形波束双极化天线包括圆口波纹喇叭、方圆波导转换器、正交模耦合器，正交模耦合器公共端口通过方圆波导转换器连接到圆口波纹喇叭；天线分别通过正交模耦合器的直通端口波导、耦合端口波导馈电实现天线双极化功能。本发明实现了锥/笔形波束同时工作，并具有较小的天线尺寸，解决现有天线中存在的锥/笔形波束无法同时工作、目标极化信息单一等问题。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体地说，是一种双频段锥/笔形复合波束嵌套天线。

背景技术

锥形波束天线方向图在方位面是全向辐射，俯仰面上最大辐射方向与法线方向具有一定夹角，而在法线方向辐射很小。由于具有探测角度范围大的优点，锥形波束天线被广泛用于探测侧向一定角度范围内的目标，但其对于前向目标存在探测盲区。笔形波束天线，其最大辐射方向为法线方向，具有波束对称、副瓣低等优点，常被用于探测前向目标。但当天线增益较大时，前向探测角度范围较小。因此通过锥/笔形波束复合，可有效增大探测器的目标探测角度范围。

此外，不同目标具有不同的极化散射特性，利用目标的极化散射特性不仅可提高目标的探测概率，还可实现目标识别。同时，信息战争中的复杂电磁环境会降低探测器的目标探测概率、增加虚警概率；为提高探测器在复杂电磁环境下的目标探测可靠性，可采用双频组合探测以提高探测器的抗干扰能力。

文献1(刘倩.锥/笔形波束可重构天线和锥状波束扫描天线的研究[D].江苏:南京理工大学,2018.)使用单刀双掷开关实现天线锥形波束、笔形波束的切换，但无法实现天线锥/笔形波束同时工作，需要较为复杂的电路实现波束的切换控制。文献2(Shi-Shan Qi,Wen Wu and Da-Gang Fang.Dual/Single Band Conical-Beam Nested Horn Antennaswith Dual/Single Pointing Angles[J].IEEE Transactions on Antennas andPropagation,2012,60(10):4911-2915.)实现了一种X/Ka双频段锥形波束天线，由于方向图的零陷特性，故存在无法探测前向目标、目标极化信息单一等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双频段锥/笔形复合波束嵌套天线，实现了锥/笔形波束同时工作，具有较小的天线尺寸，解决了现有天线中存在的锥/笔形波束无法同时工作、目标极化信息单一等问题。

实现本发明的技术解决方案为：一种双频段锥/笔形复合波束嵌套天线，所述天线结构由S波段锥形波束天线和Ku波段笔形波束双极化天线两部分组成；S波段锥形波束天线以Ku波段笔形波束双极化天线为轴，形成同轴嵌套喇叭，并采用四个对称的同轴探针进行馈电；Ku波段笔形波束双极化天线由径向开槽圆口波纹喇叭、方圆波导转换器、正交模耦合器组成。

所述Ku波段笔形波束双极化天线以正交模耦合器作为双极化信号馈电端，正交模耦合器公共端口通过方圆波导转换器连接到径向开槽圆口波纹喇叭，波纹喇叭辐射方向图呈现笔形波束。

所述天线馈电采用四个对称的同轴探针，在同轴嵌套喇叭腔内激励出TEM模，天线辐射方向图旋转对称，呈现出轴向具有零陷特征的锥形波束。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于:

(1)本发明的双频段锥/笔形复合波束天线S波段采用嵌套结构，体积小；天线工作在两种不同频段，且锥形、笔形两种波束可以同时工作；

(2)本发明的笔形波束天线Ku波段结构为双极化天线，在锥形波束侦查范围大的基础上，还增强了复杂电磁环境中双极化信息抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明的双频段锥/笔形复合波束嵌套天线一种实施例的三维结构图。