一种扇形波束扫描反射阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种新型扇形波束扫描反射阵列天线，由上下两块金属板、馈源天线、波导反射阵、支撑部、过渡部、机械调节部构成。其中两块金属板平行相对设置并与支撑部构成空心方形盒体，馈源天线设于两块金属板之间的后向中间并开口朝前；波导反射阵设于两块金属板之间的前向端面并与馈源天线呈相对设置；过渡部自馈源天线所在的金属板边缘分别向后方的自由空间延伸；机械调节部与波导反射阵逐一相接并分别调节波导长度。本发明专利技术天线的应用，能得到扇形波束并最终实现水平扫描功能，该装置体积较小巧，副瓣得到降低，制作成本较低廉，能量较集中，性能较优越。

【技术实现步骤摘要】
一种扇形波束扫描反射阵列天线
本专利技术涉及一种新型扇形波束扫描反射阵列天线，属于微波天线的

技术介绍
随着科学技术尤其是通信方面的飞速发展，长距离无线通讯方面的手段和设备取得了长足的进步。然而，现有的扫描天线通常具有体积较大、副瓣较高，结构较复杂、制造价格昂贵等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种新型扇形波束扫描反射阵列天线，解决现有的扫描天线体积较大，结构较复杂，制造价格昂贵等问题。本专利技术实现上述目的的技术解决方案为：一种扇形波束扫描反射阵列天线，其特征在于由两块金属板、馈源天线、波导反射阵、支撑部、过渡部和机械调节部构成，其中两块金属板平行相对设置并与支撑部构成空心方形盒体，所述馈源天线设于两块金属板之间的后向中间并开口朝前；所述波导反射阵设于两块金属板之间的前向端面并与馈源天线呈相对设置；所述过渡部自馈源天线所在的金属板边缘分别向后方的自由空间延伸；所述机械调节部与波导反射阵逐一相接并分别调节波导长度。进一步地，所述馈源天线对位于波导反射阵宽度向中心处并相隔一预设距离，构成馈源相位中心。更进一步地，所述馈源天线为H面扇形喇叭天线。进一步地，所述馈源天线和波导反射阵的高度均对应两块金属板的间距及支撑部的高度。进一步地，所述波导反射阵为由若干各自独立的波导并排构成。进一步地，所述过渡部向后方的自由空间延伸呈张口状过渡结构。进一步地，所述机械调节部为由螺栓和金属活塞组成，且金属活塞随螺栓扭转可做前后向位移。本专利技术所提出的扇形波束扫描反射阵列天线，较之于传统天线具备突出的实质性特点和显著的进步性，概括来看：本专利技术天线结构简单、便于加工制作，该天线使用两块尽可能小的金属板将馈源与波导反射阵置于其中，能得到扇形波束，且调节波导反射阵的波导长度可以实现水平扫描功能，而且体积较小巧，极大地降低了成本。并且本专利技术的天线增益较高，能量较集中，波导长度调节简便，性能较优越，能广泛应用于雷达和远程微波通信系统。附图说明图1为本专利技术新型扇形波束扫描反射阵列天线的立体图。图2是本专利技术利用HFSS软件计算的天线的特性曲线示意图。图3是本专利技术利用HFSS软件计算的天线的增益曲线示意图。图4是本专利技术利用HFSS软件计算的天线的波束指向0°H面方向图。图5是本专利技术利用HFSS软件计算的天线的波束指向0°E面方向图。图6是本专利技术利用HFSS软件计算的天线的波束指向-15°H面方向图。具体实施方式以下便结合实施例附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握，从而对本专利技术的保护范围做出更为清晰的界定和支持。如图1所示，本专利技术设计了一种新型的扇形波束扫描反射阵列天线，包括两块金属板1、馈源天线2、波导反射阵3、支撑部4、过渡部5、机械调节部6并相接组装构成。其中所述两块金属板1平行放置。所述馈源天线2放置于上下两块金属板中间，且馈源天线2的高度恰好等于上下两块金属板1的距离，所述波导反射阵3的高度等于上下两块金属板1之间的距离。所述馈源天线2与波导反射阵3位于金属板1的两端，且正对放置。所述过渡部5的一端固定连接于上金属板和下金属板，且另一端向自由空间延伸。所述支撑部4位于两块金属板的两侧，将两块金属板支撑起来。所述机械调节部6的一端接波导反射阵的底部，另一端扭转螺钉可以调节波导底部的金属活塞，从而调节波导长度以控制波导反射阵的反射相位。整个系统能够实现扇形波束，最终实现水平扫描功能，而且体积较小巧，能量较集中，性能较优越。其中，本实施例采用厚度为0.5mm的金属板，本专利技术不对其进行限定。优选地，本实施例中所述馈源天线2的相位中心位于离波导反射阵面一定距离的中心位置，本实施例距离为35.1mm，本专利技术不对其进行限定。如图2所示的俯视图中，馈源天线2的相位中心位于距离波导反射阵35.1mm的中心位置，由此使得馈源天线2和波导反射阵3可以正对地相对设置，可以使得波束在正对的波导反射阵3上有效反射，提高反射效果。对于本实施例中，所述馈源天线2可以采用H面扇形喇叭天线。本专利技术中，优选地，所述波导反射阵3位于上下两块金属板1中间时，使得波导反射阵3位于上下两块金属板1中间利用尽可能小的金属板1来接收馈源天线2辐射出的绝大部分能量。利用多个波导可以更宽泛地接收到反射波，图示实施例中为由十个各自独立的波导并排构成。但本专利技术不限于该种结构的反射面天线，其他结构的反射面同样适用于本专利技术中。本专利技术中，优选地，所述机械调节部6由螺钉和金属活塞组成，扭转螺钉可以调节活塞深度，方便灵活的改变波导口的反射相位，致使波束可以按照一定方向反射出去。本专利技术中调节各波导长度分别为2.16mm、4.81mm、1.2mm、3.34mm、4.13mm、4.13mm、3.34mm、1.2mm、4.81mm、2.16mm时，反射阵列天线的波束指向0°；调节各波导长度分别为6.7mm、3.18mm、4.26mm、4.68mm、4.55mm、3.68mm、4.26mm、3.18mm、6.7mm时，反射阵列天线的波束指向-15°，本专利技术不对波导长度进行限定。且本专利技术不限于该种结构的调节方式，其他结构的调节方式同样适用于本专利技术中。本专利技术的扫描天线的工作原理是：在新型扇形波束扫描反射阵列天线中，用矩形波导为H面扇形喇叭天线进行馈电，由扇形喇叭天线辐射的柱面波到达各个波导口，由于各个波导长度不同，导致波在波导里传播的时延也不同，调节各波导长度补偿波到达各个波导端口相位的不一致，从而在整个天线口径面上形成了相位相同的平面波，最后通过金属板一侧的过渡部平滑地过渡到自由空间。如图2所示，给出了本专利技术新型扇形波束扫描反射阵列天线的金属板按厚度为0.5mm设计时，利用HFSS软件计算的天线特性曲线示意图。由图2可知，天线的-10dB阻抗带宽约为7%，即35至37.5GHz，且在中心频率35.6GHz，达到-13.8dB。如图3所示，给出了本专利技术新型扇形波束扫描反射阵列天线在34.5至37.5GHz增益变化曲线示意图，从图中可以看出该天线增益基本在18.5dB以上。如图4所示，给出了本专利技术新型扇形波束扫描反射阵列天线的波束指向0°H面方向图。如图5所示，给出了本专利技术新型扇形波束扫描反射阵列天线的E面方向图。由图可知，天线在垂直面内具有较宽的波束宽度，可以实现垂直面较好的覆盖。如图6所示，给出了本专利技术新型扇形波束扫描反射阵列天线的波束指向-15°H面方向图。综合对比图4、图5和图6，可看出本专利技术的扫描天线的增益较高，能量较集中，可以实现水平面内扫描的功能。综上，本专利技术扇形波束扫描反射阵列天线结合图示的实施例详述可见：1、本专利技术所提供的扇形波束扫描反射阵列天线，结构简单、便于加工制作，该天线使用两块尽可能小的金属板将馈源与波导反射阵置于其中，能得到扇形波束，且调节波导反射阵的波导长度可以实现水平扫描功能，而且体积较小巧，制作成本较低廉，极大地降低了成本。2、本专利技术的天线增益较高，能量较集中，性能较优越。3、本专利技术所采用的机械调节部由螺钉和金属活塞组成，扭转螺钉可以调节波导底部的金属活塞，从而调节波导长度以控制波导反射阵的反射相位，达到波束扫描的效果。上面结合附图对本专利技术的实施方式作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扇形波束扫描反射阵列天线，其特征在于由两块金属板、馈源天线、波导反射阵、支撑部、过渡部和机械调节部构成，其中两块金属板平行相对设置并与支撑部构成空心方形盒体，所述馈源天线设于两块金属板之间的后向中间并开口朝前；所述波导反射阵设于两块金属板之间的前向端面并与馈源天线呈相对设置；所述过渡部自馈源天线所在的金属板边缘分别向后方的自由空间延伸；所述机械调节部与波导反射阵逐一相接并分别调节波导长度。

【技术特征摘要】
1.一种扇形波束扫描反射阵列天线，其特征在于由两块金属板、馈源天线、波导反射阵、支撑部、过渡部和机械调节部构成，其中两块金属板平行相对设置并与支撑部构成空心方形盒体，所述馈源天线设于两块金属板之间的后向中间并开口朝前；所述波导反射阵设于两块金属板之间的前向端面并与馈源天线呈相对设置；所述过渡部自馈源天线所在的金属板边缘分别向后方的自由空间延伸；所述机械调节部与波导反射阵逐一相接并分别调节波导长度。2.根据权利要求1所述扇形波束扫描反射阵列天线，其特征在于：所述馈源天线对位于波导反射阵宽度向中心处并相隔一预设距离，构成馈源相位中心。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓东，樊志凡，金秀华，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32