一种时域双脊喇叭天线制造技术

本发明专利技术公开了一种时域双脊喇叭天线，包括对称设置的相同结构的第一金属板和第二金属板；第一金属板包括第一侧板，第二金属板包括第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板相对的一侧表面分别形成有第一脊和第二脊；所述第一金属板和所述第二金属板的对称面为垂直极化面，所述第一脊和第二脊在平行于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向线性扩张，在垂直于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向曲线扩张，本发明专利技术可改善目前时域宽带天线的缺陷，确保了时域信号波形的保真性。

A Dual Ridge Horn Antenna in Time Domain

【技术实现步骤摘要】
一种时域双脊喇叭天线
本专利技术涉及天线领域。更具体地，涉及一种时域双脊喇叭天线。
技术介绍
暗室吸波材料反射特性时域校准系统主要用于暗室建成后或使用过程中，对暗室吸波墙面反射特性指标进行验收或进行定期校准。在GJB152A《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》中，规定吸波材料在80MHz～250MHz频段范围内的最小垂直反射损耗6dB；在250MHz以上频率范围内的最小垂直反射损耗10dB。暗室吸波材料反射特性时域校准原理为：如图1所示，由时域脉冲源产生时域脉冲信号，经过时域宽带天线(发射天线)向空间辐射，经待测吸波墙面反射后，由时域宽带天线(接收天线)接收进入接收设备，控制计算机利用程序对收发信号进行数据处理，得到暗室吸波材料反射特性。时域宽带天线是暗室吸波材料反射特性时域校准系统的重要组成部分，用于发射、接收时域脉冲信号，时域宽带天线的信号传输特性直接影响对校准数据的处理方法，时域宽带天线信号传输特性的最重要指标是波形的保真性。目前时域宽带天线大多采用双锥天线和扇形偶极子天线等形式。这些天线普遍存在馈电困难、辐射效率低以及方向性差等缺点。此外，如对数周期天线、等角螺旋天线等，虽然可以实现宽频带辐射，但是发射出去的信号波形却发生了严重的失真。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种时域双脊喇叭天线，改善目前时域宽带天线的缺陷，确保了时域信号波形的保真性。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术公开了一种时域双脊喇叭天线，其特征在于，包括对称设置的相同结构的第一金属板和第二金属板；第一金属板包括第一侧板，第二金属板包括第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板相对的一侧表面分别形成有第一脊和第二脊；所述第一金属板和所述第二金属板的对称面为垂直极化面，所述第一脊和第二脊在平行于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向线性扩张，在垂直于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向曲线扩张。优选地，所述曲线为指数曲线。优选地，所述指数曲线公式为y＝A×e(k×x)+C×x其中，A、k和C为常数。优选地，当发射的信号频率在80MHz～250MHz时，A1＝10.009，k1＝0.00564964，C1＝0.110508，x＝(0,653.928)；当发射的信号频率在250MHz～1GHz时，A2＝2.534，k2＝0.0114538637424，C2＝0.128978，x＝(0,382.36)。优选地，当发射的信号频率在80MHz～250MHz时，第一金属板和第二金属板形成的夹角为53.4度；当发射的信号频率在250MHz～1GHz时，第一金属板和第二金属板形成的夹角为77.3度。优选地，所述天线进一步包括固定所述第一金属板和第二金属板的固定组件。优选地，所述第一侧板和所述第二侧板对应的边缘通过多个横杆固定连接。优选地，所述第一金属板和第二金属板通过馈电组件电连接。优选地，所述第一侧板在垂直极化面上的投影覆盖所述第一脊在所述垂直极化面上的投影；所述第二侧板在垂直极化面上的投影覆盖所述第二脊在所述垂直极化面上的投影。优选地，所述第一脊和所述第二脊的表面覆盖有蒙板。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的时域双脊喇叭天线的第一脊和第二脊在平行于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向线性扩张，在垂直于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向曲线扩张。经测试，本专利技术的新型时域双脊喇叭天线，可改善目前宽带天线的缺陷，波形保真度范围在90％以上，确保了时域信号波形的保真性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出现有技术暗室吸波材料反射特性时域校准的原理示意图。图2示出现有非共面扇形喇叭天线的俯视图。图3示出现有非共面扇形喇叭天线的侧视图。图4示出现有非共面扇形喇叭天线的不连续性等效电路图。图5示出现有非共面扇形喇叭天线的横截面图。图6示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例的示意图之一。图7示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例的示意图之二。图8示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例的示意图之三。图9示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例的示意图之四。图10示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例的示意图之五。图11示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例金属板的正视图。图12示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例金属板的俯视图。图13示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例N型馈电的剖面图。图14示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例腔体馈电的示意图。图15示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例高斯脉冲信号波形图。图16示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例微分高斯脉冲信号波形图。图17示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例天线激励高斯脉冲信号波形图。图18示出本专利技术时域双脊喇叭天线一个具体实施例天线辐射轴向上不同距离位置处的辐射波形图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。时域宽带天线是时域校准系统的重要组成部分，它的信号传输特性直接影响对校准数据的处理方法。影响时域宽带天线信号传输特性的最重要指标是波形的保真性。现有的非共面扇形(TEM)喇叭天线是由相互间存在一定夹角的两个三角形金属板组成。如图2和图3所示，TEM喇叭天线的几何参数包括天线长度L、顶角β、张角α以及金属板的不同形状。对于TEM喇叭天线，保持TEM喇叭的长度L不变，增大其顶角β和张角α时，频率特性会变差，使接收到的信号波形发生畸变；保持天线的顶角β和张角α不变时，天线越长，幅频特性曲线也较平坦。所以要设计波形高保真性的超宽带TEM喇叭天线，应使β、α尽量的小，同时L尽量的大。时域宽带天线要求天线具有良好的波形保真性，可通过分析TEM喇叭天线的阻抗匹配来实现波形保真。TEM喇叭天线的不连续性等效电路图如图4所示。设天线在z截面处的归一化瞬态特性阻抗为Z(z)，则此处的反射系数为式中，Z(z+Δz)为波到达段的瞬态特性阻抗，当信号很窄时，Δz非常小，上式可以简化为：可以求得：Z(z)＝eαΓ(z)z………………………………(3)式中α＝2/Δz。因此，如果希望Γ(z)＝C(常数)，那么天线的特性阻抗应为指数变化函数。当Γ(z)＝0时，天线的特性阻抗为常数，天线具有宽频带特性阻抗。图5示出了TEM喇叭天线的横截面，可以用积分方程方法计算其特性阻抗：其中，d为两个金属板间的距离，w为两个金属板的宽度。TEM喇叭天线是由于张角口径不连续处电荷积累导致电荷加速运动而辐射电磁波的，辐射机理决定了它的性能表现。TEM喇叭在口径面上辐射电磁波的同时，会产生比较大的反射，要提高TEM喇叭的性能，可以改变张角的形状。由此，本实施例公开了一种时域双脊喇叭天线。如图6-图10所示，本实施例中，时域双脊喇叭天线包括对称设置的相同结构的第一金属板和第二金属板。如图11和图12所示，第一金属板包括第一侧板11，第二金属板包括第二侧板21，所述第一侧板11和所述第二侧板21相对的一侧表面分别形成有第一脊12和第二脊22。所述第一金属板和所述第二金属板的对称面为垂直极化面，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时域双脊喇叭天线，其特征在于，包括对称设置的相同结构的第一金属板和第二金属板；第一金属板包括第一侧板，第二金属板包括第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板相对的一侧表面分别形成有第一脊和第二脊；所述第一金属板和所述第二金属板的对称面为垂直极化面，所述第一脊和第二脊在平行于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向线性扩张，在垂直于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向曲线扩张。

【技术特征摘要】
1.一种时域双脊喇叭天线，其特征在于，包括对称设置的相同结构的第一金属板和第二金属板；第一金属板包括第一侧板，第二金属板包括第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板相对的一侧表面分别形成有第一脊和第二脊；所述第一金属板和所述第二金属板的对称面为垂直极化面，所述第一脊和第二脊在平行于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向线性扩张，在垂直于所述垂直极化面的轮廓沿信号发射方向曲线扩张。2.根据权利要求1所述的时域双脊喇叭天线，其特征在于，所述曲线为指数曲线。3.根据权利要求2所述的时域双脊喇叭天线，其特征在于，所述指数曲线公式为y＝A×e(k×x)+C×x其中，A、k和C为常数。4.根据权利要求3所述的时域双脊喇叭天线，其特征在于，当发射的信号频率在80MHz～250MHz时，A1＝10.009，k1＝0.00564964，C1＝0.110508，x＝(0,653.928)；当发射的信号频率在250MHz～1GHz时，A2＝2.534，k2＝0.0114538637424，C2＝0.128...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建领，康宁，韩玉峰，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11