[实用新型]一种4~50GHz双脊喇叭天线

说明书

本发明提供了一种4~50GHz双脊喇叭天线，包括矩形喇叭、同轴双脊波导转换、短路背板和射频连接器。通过同轴波导变换结合双脊波导进行馈电，并采用指数形式的脊曲线来设计脊片，实现了良好的驻波、增益和辐射方向图特性，尺寸小，指标优秀，可以广泛应用到电子对抗、材料测试和5G通信等相关领域。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体的是一种4～50GHz双脊喇叭天线。

背景技术

目前5G通信、电子对抗、电子侦察、材料测试等技术的快速发展，天线要求频带增宽已成为必然趋势，上述领域要求天线能够在较宽频率范围内发射和接收电波信号。

标准增益喇叭天线由于其增益高，方向性稳定，在上述领域能够得到充分应用及发展，一般情况下，可以用来作为独立的天线或者馈源使用。然而，现有普通喇叭天线的工作频段由于受到波导管尺寸的影响，为了能使喇叭天线在宽频带下工作，需要对普通喇叭天线加以改进，一般情况下采用加脊的方式。

发明内容

本发明提供了一种4～50GHz双脊喇叭天线，通过同轴波导变换结合双脊波导进行馈电，并采用指数形式的脊曲线来设计脊片，实现了良好的驻波、增益和辐射方向图特性。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种4～50GHz双脊喇叭天线，包括矩形喇叭、同轴双脊波导转换、短路背板和射频连接器；所述短路背板与矩形喇叭的小口径处连接，与矩形喇叭形成短路背腔；所述同轴双脊波导转换包括矩形波导、脊片一和脊片二，所述脊片一和脊片二均固定在矩形喇叭的内表面，所述矩形波导位于矩形喇叭的小口径处，且套装于脊片一和脊片二的外部；所述脊片一上开设有通孔，所述射频连接器的内导体穿过相邻脊片一的通孔，连接至对向的脊片二内。

进一步地，所述矩形喇叭的口径为48mm×32mm。

进一步地，所述矩形喇叭分为平直段和喇叭段，所述喇叭段的垂直截面为矩形，四个喇叭壁面为金属面；其中，一对与脊片一和脊片二相连接的金属面为电场壁，另一对为磁场壁。

进一步地，所述磁场壁削去一部分壁面，用以减轻天线重量，且不影响天线性能。

进一步地，所述脊片一和脊片二的厚度为1.5～2mm。

进一步地，所述脊片一上开设的通孔为阶梯形通孔，所述射频连接器的内导体与阶梯形通孔构成阶梯形同轴阻抗变换。

进一步地，所述脊片一和脊片二具有相同的脊曲线，沿所述矩形喇叭口径扩张方向，所述脊曲线依次包括直线段和指数渐变段。

进一步地，所述指数渐变段的脊曲线方程为：

y＝αe^βL+kL；

其中，L为矩形喇叭的长度，α值为0.45～0.6之间，β值为0.002～0.003之间，k值为0.015～0.03之间。

进一步地，所述脊片一和脊片二的底端均进行台阶设计，通过调节台阶的高度，获得较优的驻波比；其中，台阶高度的调节范围为：0.3～0.7mm。

进一步地，所述短路背板内设有空腔，通过调节空腔的深度，获得较好的低频驻波比；其中，空腔深度的调节范围为：0.8～1.4mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、通过矩形喇叭、同轴双脊波导转换、短路背板和射频连接器组成的双脊喇叭天线能够得到超宽频带内良好的阻抗匹配，和良好的隔离度。

2、在矩形喇叭形状尺寸固定的情况下，通过调整脊片的脊线方程，在天线所能发射和接收超宽带的无线电波情况下，使天线的输入阻抗变化很小，从而使所述超宽频带天线能在很宽的频率范围内发射和接收无线电波。