一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线制造技术

本发明专利技术公开了一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，包括：至少两个角锥喇叭单元天线和合路器；所述至少两个角锥喇叭单元天线并排设置，所述至少两个角锥喇叭单元天线与所述合路器连接。本发明专利技术的一种角锥喇叭天线将至少两个角锥喇叭单元天线组合为一个具有常规口径大小的角锥喇叭天线，各个角锥喇叭单元天线之间的间距缩短，能够有效抑制阵列天线方向图的栅瓣；并且能够形成至少两个紧凑的余弦分布口面场，使天线口面的电场分布更加均匀，从而得到更大的增益及波束效率。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线
本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线。
技术介绍
毫米波的波长位于微波和红外之间，具有一定的穿透能力，能够根据物体散射能量的大小区分具有不同物理属性的物体，且空间分辨率较高，因而被广泛应用于遥测遥感、地理气象、交通运输、医疗卫生、安检安防和电子对抗等民用和军用成像领域，在近年来受到了国内外研究学者的广泛关注。在毫米波的应用中可以结合角锥喇叭天线实现，角锥喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，它的辐射场是由喇叭的口面尺寸与天线型式所决定的。如图1所示，为适合各种场合的应用，通常将工作在同一频段的两个或两个以上的单个角锥喇叭天线，排列成天线阵列。但由于与天线阵列连接的接收机制造工艺水平的限制，接收机的体积较大，即使接收机紧密排布，也会导致各通道前端天线的排布间距过大，甚至会大于一倍波长。根据天线阵列理论，当单元天线阵元间距大于一倍波长时，阵列天线的方向图中将出现栅瓣。国内专利CN200720059470公开了一种功分喇叭天线及阵列，该功分喇叭天线是在大口径喇叭天线口面对喇叭口面进行一段延伸形成一段矩形波导或方形波导，然后在一段矩形波导中直接加金属薄片的方式将口面场分成更小的波导单元，信号是通过更小间距的矩形或方波导进行辐射的。但用于分割电场的金属薄片需要单独加工，然后再与喇叭进行装配，因此在毫米波段应用时会引入较大的误差，使分割后的单元幅相不一致。并且由于天线口面的电场面(E面)上的电场幅度由分割金属片向天线外壁方向下降的更剧烈，造成了口面场在电场面(E面)不均匀。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，以解决现有角锥喇叭天线阵列成像质量差的问题。本专利技术技术解决方案之一，提供的一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，包括：至少两个角锥喇叭单元天线和合路器；所述至少两个角锥喇叭单元天线并排设置，所述至少两个角锥喇叭单元天线与所述合路器连接。所述至少两个角锥喇叭单元天线沿所述角锥喇叭天线的E面并排设置。所述合路器的馈电端口的尺寸为Ka波段的WR-28标准波导口尺寸。所述合路器内设置有第一尖劈结构，所述第一尖劈结构的方向与所述合路器的馈电端口的极化方向垂直。所述角锥喇叭天线包括相互扣合连接的第一部件和第二部件；所述第一部件包括：第一凹槽和第二凹槽；所述第一凹槽的数量与所述角锥喇叭单元天线的数量相同，所述第一凹槽为所述角锥喇叭单元天线的内腔，所述第二凹槽为所述合路器的内腔；所述第一凹槽和第二凹槽相通，所述第一凹槽的两侧侧壁从与所述第二凹槽相通的一端开始向两侧扩张延伸，所述第一凹槽的底部从与所述第二凹槽相通的一端开始向下倾斜延伸；所述第二部件包括：第三凹槽和第四凹槽；所述第三凹槽的数量与所述角锥喇叭单元天线的数量相同，所述第三凹槽为所述角锥喇叭单元天线的内腔，所述第四凹槽为所述合路器的内腔，所述第三凹槽和第四凹槽相通，所述第三凹槽的两侧侧壁从与所述第四凹槽相通的一端开始向两侧扩张延伸，所述第三凹槽的底部从与所述第四凹槽相通的一端开始向下倾斜延伸；当所述第一部件和所述第二部件相互扣合连接时，所述第一凹槽(31)和所述第三凹槽组合形成所述角锥喇叭单元天线，所述第二凹槽和所述第四凹槽组合形成所述合路器的波导通道。所述第一部件为一体成型结构，所述第二部件为一体成型结构。所述第一部件与所述第二部件结构相同。所述第一部件与所述第二部件外侧壁连接部位上设置有相互配合的止口。本专利技术提供技术解决方案之二：一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，包括：两个角锥喇叭单元天线和合路器；所述两个角锥喇叭单元天线并排设置；所述合路器为二等分合路器，所述二等分合路器从一端到另一端依次设置有：两路平行的第一波导支路和一路第二波导支路；所述两个角锥喇叭单元天线分别连接所述两路平行的第一波导支路。所述第二波导支路端口正对的波导通道内壁上设置有第一尖劈结构。本专利技术提供了一种角锥喇叭天线，将至少两个角锥喇叭单元天线组合为一个具有常规大小的角锥喇叭天线，各个角锥喇叭单元天线之间的间距缩短，本专利技术可以沿一个对称面将喇叭分开，然后采用机加工的方式一次性完成，精度可以依靠加工机床的精度去保证，而不需要通过额外的装配工艺去保证，分割后的小单元之间具有更高的幅相一致性，这有利于整个阵列不同通道连接的天线具有更一致的辐射特性。能够有效抑制天线方向图的栅瓣，从而提升成像质量；由于各支路单元仍然是一个喇叭天线单元，所以在E面的两侧，电流都通过了相同的斜壁，在小单元口面形成的电场在E面更加均匀，并且能够形成至少两个紧凑的余弦分布口面场，从而得到更大的增益及波束效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的角锥喇叭天线排列成天线阵列的结构示意图；图2为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线的一个立体图；图3为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线的俯视图；图4为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线的余弦分布口面场效果图；图5为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线的另一个立体图；图6为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线中第一部件的立体图；图7为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线中第一部件的内部结构示意图；图8为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线的左视图；图9为本专利技术实施例一种角锥喇叭天线的右视图；图10为本专利技术实施例一种天线阵列的结构示意图。图中：1角锥喇叭单元天线；2合路器；21第一波导支路；22第二波导支路；23馈电端口；24第一尖劈结构；25过渡波导支路；3第一部件；31第一凹槽；32第二凹槽；321第五凹槽；322第六凹槽；33止口；34第二尖劈结构；4第二部件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图2和图3所示，本专利技术实施例提供的一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，包括：至少两个角锥喇叭单元天线1和合路器2。所述至少两个角锥喇叭单元天线1并排设置，所述至少两个角锥喇叭单元天线1与所述合路器2连接。该合路器2能够将角锥喇叭单元天线1接收到的两路或多路信号集合为一路信号传输给接收机，或者将一路信号分为两路或多路信号再传输给角锥喇叭单元天线1进行发射。如图2所示，在本专利技术实施例中所述至少两个角锥喇叭单元天线1沿所述角锥喇叭天线的E面并排设置。E面是指与电场方向平行的方向图切面。通过将至少两个角锥喇叭单元天线1与合路器2连接，组合成为一个角锥喇叭天线，能够形成至少两个紧凑的余弦分布口面场，该余弦分布口面场如图4所示。该至少两个紧凑的余弦分布口面场的设计，使天线口面的电场分布更加均匀，从而得到更大的增益及波束效率。需要说明的是，如图2至图4所示，角锥喇叭天线包括两个角锥喇叭单元天线1，余弦分布口面场也为两个，但并不限制角锥喇叭天线仅仅包括两个角锥喇叭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，其特征在于，包括：至少两个角锥喇叭单元天线(1)和合路器(2)；所述至少两个角锥喇叭单元天线(1)并排设置，所述至少两个角锥喇叭单元天线(1)与所述合路器(2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，其特征在于，包括：至少两个角锥喇叭单元天线(1)和合路器(2)；所述至少两个角锥喇叭单元天线(1)并排设置，所述至少两个角锥喇叭单元天线(1)与所述合路器(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，其特征在于：所述至少两个角锥喇叭单元天线(1)沿所述角锥喇叭天线的E面并排设置。3.根据权利要求1所述的一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，其特征在于：所述合路器(2)的馈电端口(23)的尺寸为Ka波段的WR-28标准波导口尺寸。4.根据权利要求1所述的一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，其特征在于：所述合路器(2)内设置有第一尖劈结构(24)，所述第一尖劈结构(24)的方向与所述合路器(2)的馈电端口(23)的极化方向垂直。5.根据权利要求1所述的一种抑制阵列栅瓣的角锥喇叭单元天线，其特征在于：所述角锥喇叭天线包括相互扣合连接的第一部件(3)和第二部件(4)；所述第一部件(3)包括：第一凹槽(31)和第二凹槽(32)；所述第一凹槽的数量(31)与所述角锥喇叭单元天线(1)的数量相同，所述第一凹槽(31)为所述角锥喇叭单元天线(1)的内腔，所述第二凹槽(32)为所述合路器(2)的内腔；所述第一凹槽(31)和第二凹槽(32)相通，所述第一凹槽(31)的两侧侧壁从与所述第二凹槽(32)相通的一端开始向两侧扩张延伸，所述第一凹槽(31)的底部从与所述第二凹槽(32)相通的一端开始向下倾斜延伸；所述第二部件(4)包括：第三凹槽和第四凹槽；所述第三凹槽的数量与所述角锥喇叭单元天线(1)的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗俊刚，胡岸勇，乔兆龙，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11