[发明专利]一种用于行星际探测的中等增益赋形喇叭天线

说明书

本发明公开了一种用于行星际探测的中等增益赋形喇叭天线，包括辐射器组件和波导组件，辐射器组件固定连接于波导组件的顶部。辐射器组件包括多自由度扼流法兰盘，可以实现双频段、双圆极化、收发共用方向图赋形性能。辐射器组件包括阻抗调配环，实现了小口径圆波导喇叭在低频段中的良好阻抗特性，同时实现了在不加装滤波器下端口隔离度优于25dB。辐射器组件和波导组件为铝合金或者镁合金的金属结构，实现天线在轨有很好的环境适应性，具有结构简单、刚度好、可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及微波天线技术领域，具体涉及一种用于行星际探测的中等增益赋形喇叭天线。

背景技术

当前，我国正在进行小行星及彗星的小天体探测任务。其中，探测器器上需要配备X频段中等增益收发一体的双圆极化天线，用于同地球进行超远距离的上行、下行的测控。由于星地距离遥远，星地链路的制约，要求天线具备不小于105瓦射频连续波功率和420瓦脉冲的鉴定级微放电能力。受到深空探测特殊的卫星轨道需求和太阳翼充电姿态等因素影响，需要该天线具备特定波束角域的方向图赋形特性，根据国际电联分配的频率，深空探测中的X频段一般上行频段在7.10GHz～7.20GHz频段范围内，下行频段一般在8.40GHz～8.50GHz频段范围内，为实现上述收发共用天线，天线需要实现双频段工作。

受到深空探测特殊的卫星轨道需求和太阳翼充电姿态等因素影响，需要该天线具备特定波束角域的方向图赋形特性，即：在离轴角±40°内增益大于6.0dBi，离轴角±35°内增益大于7.0dBi，同时天线需要双圆极化，收发共用双频段工作，具备不小于105W连续波功率和420W脉冲的鉴定级微放电能力，同时需要天线自身具备指向倾角易调整，以满足星地链路指向的需求。而这些特殊需求，现有技术中的天线方案均无法满足。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于行星际探测的中等增益赋形喇叭天线，能够很好地满足深空探测对天线的需求，具有结构简单、可靠性高的优点。

本发明采用的具体技术方案如下:

一种用于行星际探测的中等增益赋形喇叭天线，包括：辐射器组件和波导组件，所述辐射器组件固定连接于所述波导组件的顶部；

所述辐射器组件包括依次固定连接的多自由度扼流法兰盘、圆波导输出段、锥削过渡段、阻抗调配环和圆波导输入段。

进一步地，所述波导组件包括：圆极化器组件、双波导倾角调节段、阻抗变换、右旋输出端口、左旋输出端口和天线加强筋；

所述圆极化器组件与所述双波导倾角调节段的顶部固定连接，所述双波导倾角调节段的底部与所述阻抗变换固定连接，所述右旋输出端口和所述左旋输出端口分别位于阻抗变换的输入端两侧，所述天线加强筋分布于所述圆极化器组件的波导外表面0°、90°、180°和270°位置，与所述圆极化器组件一体加工。

进一步地，所述圆波导输出段的半径尺寸满足波导腔体传输圆波导主模TE11模式：

其中，f_minTE11为最低工作频率。

进一步地，所述多自由度扼流法兰盘由厄流波纹槽和厄流波纹脊以同心圆的方式由内而外依次交替排布组成。

进一步地，所述锥削过渡段的半径大于或者等于所述圆波导输出段的半径。

进一步地，阻抗调配环的数量大于或者等于2。

进一步地，所述圆极化器组件包括隔板圆极化器和矩圆过渡，所述隔板圆极化器固定连接于所述矩圆过渡的下方。

进一步地，所述矩圆过渡为边长不相等的2ⁿ(n＝2,3,4,…)边形波导结构。