[实用新型]94G雷达物位计的天馈系统结构

说明书

本实用新型提出的是一种94G雷达物位计的天馈系统结构，包括螺纹卡扣、介质透镜、圆锥喇叭、法兰盘、圆矩转换器、环隔器；其中介质透镜通过螺纹卡扣安装于圆锥喇叭的底部，法兰盘安装于圆锥喇叭的顶部，圆矩转换器安装于法兰盘的上表面并与圆锥喇叭连接，环隔器安装于圆矩转换器的顶端。本实用新型系统结构的口径小、长度短、收发一体，解决了物位计天馈系统在狭窄应用场景的空间占用问题。

技术领域

本实用新型涉及一种天馈系统，特别是一种94G雷达物位计的天馈系统结构，属于雷达检测设备技术领域。

背景技术

随着具有高速数据传输能力的5G商用网络的全覆盖，“智慧矿山”“智慧仓储”等智能化实时调度系统得以实现，使用传感器对矿井和存储罐中物料高度的实时监测系统是智能调度系统的基石。

物位计是一种用来对物料高度进行连续测量和限位测量的仪器。传统的超声波物位计或激光物位计受环境影响较大，尤其在矿石、煤炭、混凝土等粉尘浓度高的环境下，检测精确度大打折扣。FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)雷达物位计凭借其优异的穿透特性，具有更加广泛的应用场景。天馈系统是利用雷达天线向周围空间辐射电磁波的系统，在雷达物位计波束相同的情况下，天馈系统口径大小与其使用频段成反比，目前市场上主流的使用频段有24G、60G和77G。在狭长的应用场景下，物位计需要具有极窄的波束(如1度、2度波束)，导致物位计的天馈系统口径很大，喇叭很长，不利于安装维护。因此，为实现更高频段的雷达物位计具有更加广泛的应用场景，设计一种小巧轻便的天馈系统结构更是物位计研究的热点。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有雷达物位计结构存在的上述问题，提出一种94G雷达物位计的天馈系统结构。

本实用新型的技术解决方案：94G雷达物位计的天馈系统结构，工作的频带范围是90-94GHz，其结构包括螺纹卡扣、介质透镜、圆锥喇叭、法兰盘、圆矩转换器、环隔器；其中所述介质透镜通过所述螺纹卡扣安装于所述圆锥喇叭的底部，所述法兰盘安装于所述圆锥喇叭的顶部，所述圆矩转换器安装于所述法兰盘的上表面并与所述圆锥喇叭连接，所述环隔器安装于所述圆矩转换器的顶端。

进一步的，所述圆锥喇叭由喇叭和圆波导连接组成，其中所述喇叭宽口朝下，窄口朝上，所述喇叭的宽口外侧边缘设有外螺纹，所述喇叭的窄口与所述圆波导的底部连接，所述圆波导的顶部连接所述法兰盘和所述圆矩转换器。所述喇叭长度为35～40个中心频率波长，对外口径D限定如下：

式中，θ_0.5H(rad)为3dB波束宽度，λ为中心频率波长；圆波导长度约为1～2个中心频率波长。

进一步的，所述介质透镜平面对外，凸面对内，通过螺钉固定在所述圆锥喇叭底部的喇叭宽口上；所述螺纹卡扣旋扣在所述圆锥喇叭的外螺纹上。所述介质透镜的平面厚度为3～4mm，凸面的法向切面曲线f(t)限定如下：

式中，f为焦距，t为曲线函数f(t)的变化量，D为对外口径。

进一步的，所述圆矩转换器的圆端口面与所述圆锥喇叭的顶部端口连接，另一方端口面与所述环隔器的单端口面连接，所述环隔器的双端口面对外作为收发端口。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)收发一体天馈系统结构，口径小，重量轻，易安装；

2)采用介质透镜既将天馈系统结构的喇叭长度减少为常规的一半，又替代天线罩对喇叭口面起到保护作用；

3)具有实测极好的驻波特性和极窄波束对称方向图。

附图说明

附图1是94G雷达物位计的天馈系统的外部结构示意图。