基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线制造技术

本实用新型专利技术属于FP谐振腔天线技术领域，具体涉及一种基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，包括基体、反射覆盖层、扼流槽和馈电结构，所述基体为腔体结构，所述基体的上表面设置有反射覆盖层，所述反射覆盖层为非均匀覆盖层，所述非均匀覆盖层与基体形成谐振腔，所述基体的底部为反射底板，所述反射底板上设置有扼流槽，所述反射底板上还连接有馈电结构。本实用新型专利技术中的扼流槽抑制了FP谐振腔天线表面电流的传播，从而降低全金属FP谐振腔天线的旁瓣电流，实现低旁瓣；非均匀覆盖层可调节反射面的反射相位，调节天线波束在一维方向上偏转，使偏转后的天线波束与谐振腔内的天线波束产生谐振，实现拓宽天线的阻抗带宽。

All-metal FP resonator antenna based on choke groove and inhomogeneous cover

【技术实现步骤摘要】
基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线
本技术属于FP谐振腔天线
，具体涉及一种基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线。
技术介绍
法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perotinterferometer)即法布里-珀罗谐振腔，是法国物理学家夏尔-法布里和阿尔弗雷德-珀罗与1897年专利技术的一种能实现多光束干涉的仪器。1956年，TrentiniGV首先将Fabry-Perot谐振腔理论应用于天线领域，通过在波导喇叭口上方防止一个部分反射覆层与天线底板形成谐振腔，使电磁波在其中多次反射并叠加辐射以提高天线增益。Fabry-Perot谐振腔天线拥有较为简单的准平面结构，其加工、维护的难度和成本低于反射面、波导喇叭等类型的天线，在达到相同增益时，较高的口径效率和较低的剖面高度又可以使其体积远小于这些类型的天线。Fabry-Perot谐振腔天线的馈电可采用单馈形式，并不需要像阵列天线那样复杂的功分馈电网络，从而使辐射效率大大提升。但由于其阻抗带宽和方向性带宽都较窄(综合导致增益带宽较窄)，Fabry-Perot谐振腔天线并未得到广泛应用。例如：达到15dBi增益时，3dB增益带宽仅为13％，而达到20dBi增益时，3dB增益带宽仅为6％，远低于喇叭天线、微带阵列天线等传统高增益天线。而且在Fabry-Perot谐振腔天线中，由于四周金属壁的存在，波导馈口处激励起的表面波可以沿着金属地、金属壁和金属覆盖层传播，从而影响天线辐射，形成高旁瓣。若能扩展高增益Fabry-Perot谐振腔天线的工作带宽，降低Fabry-Perot谐振腔天线的旁瓣，其凭借自身优势会拥有更广阔的应用前景。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线。本技术所采用的技术方案为：基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，包括基体、反射覆盖层、扼流槽和馈电结构，所述基体为腔体结构，所述基体的上表面设置有反射覆盖层，所述反射覆盖层为非均匀覆盖层，所述非均匀覆盖层与基体形成谐振腔，所述基体的底部为反射底板，所述反射底板上设置有扼流槽，所述反射底板上还连接有馈电结构。进一步地，所述馈电结构包括波导馈口和波同转换器，所述波导馈口设置在反射底板上，所述所述波同转换器连接在反射底板上，并通过波导馈口与谐振腔连通。馈电结构是将天线与收发信机之间的电信号进行传输的结构，可以采用架空明线、同轴电缆、波导等进行馈电。在反射底板上设置有波导馈口，并在波导馈口处连接有波同转换器，当频率再增高时，由于集肤效应，同轴线内导体损耗增大，功率容量降低，因此可以取消内导体，用空心波导管传输能量。常用的馈电波导有矩形与圆形两种，在波导中传播的电磁波已经不再是横电磁波，而是横电波或横磁波，与同轴馈电线相比较，波导的优点是损耗小、功率容量大、制造简单。进一步地，所述波同转换器上设置有馈电端口。馈电端口用于安装空心波导管等波导传输线，便于将天线的电信号及时进行传输。进一步地，所述非均匀覆盖层为金属栅格，所述金属栅格既为左右对称结构又为上下对称结构。通过将非均匀覆盖层设置为金属栅格的形式，金属栅格之间的孔隙增强了电磁波在非均匀覆盖层上的谐振强度，提高了非均匀覆盖层的反射幅值，从而提高了FP谐振腔天线的增益。进一步地，所述金属栅格的栅孔由正中间向两端逐渐增大。由于金属栅格由多条横筋和多条竖筋组成，横筋与竖筋形成多个栅孔，栅孔可增强电磁波之间的谐振强度，同时金属栅格作为反射覆盖层，具有反射电磁波的作用，当调节栅孔之间的大小，栅孔由中间向两端逐渐增大，可调节金属栅格作为反射面的反射相位，调节天线波束在一维方向上偏转，由于栅孔之间的大小不均匀，因此不同频率的天线波束其偏转角度也不一样，偏转后的天线波束与谐振腔内的天线波束产生谐振，且多个频率下的天线波束都可以产生谐振，以实现拓宽天线的阻抗带宽。进一步地，所述扼流槽为圆形槽。由于在天线的微波传输时，会产生一些在主瓣的两侧对称分布的能量较小的波瓣，这些波瓣称为旁瓣，旁瓣会浪费能量、产生旁瓣假回波，为了抑制旁瓣的产生，在反射底板上设置有扼流槽，将扼流槽设置为圆环形，可以更好地在各个方向抑制旁瓣的产生。进一步地，所述扼流槽的深度为(1/4)λ，所述λ为FP谐振腔天线所接收天线信号的波长。根据传输线原理，四分之一波长传输线具有阻抗变换原理，即当四分之一波长传输线的一端接短路负载时，另一端输入阻抗无穷大(即出于开路状态)。利用该原理，所述扼流槽深度为接收信号波长的四分之一，其底部处于短路，经过四分之一波长阻抗变换段，在扼流槽的开口处为开路，该结构设计抑制了FP谐振腔天线表面电流的传播，从而实现抑制旁瓣电流，达到降低旁瓣的目的。进一步地，所述扼流槽的宽度≤(1/10)λ，所述λ为FP谐振腔天线所接收天线信号的波长。进一步地，所述波导馈口为矩形孔。进一步地，所述波导馈口的长度为23.8mm，宽度为1.86mm。本技术的有益效果为：1、通过设置扼流槽和非均匀覆盖层，扼流槽抑制了FP谐振腔天线表面电流的传播，从而降低全金属FP谐振腔天线的旁瓣电流，实现低旁瓣；非均匀覆盖层可调节反射面的反射相位，调节天线波束在一维方向上偏转，使偏转后的天线波束与谐振腔内的天线波束产生谐振，且多个频率下的天线波束都可以产生谐振，实现拓宽天线的阻抗带宽。2、通过设置波导馈口和波同转换器，利用波导技术进行电信号传输，具有损耗小、功率容量大、制造简单的优点。3、通过将扼流槽设置为圆环形，实现对微波传输时各个方向所产生的旁瓣的限制，具有更好的抑制旁瓣效果，提高信号传输效果。4、通过将扼流槽的深度设置为(1/4)λ，λ为FP谐振腔天线所接收天线信号的波长。扼流槽深度为接收信号波长的四分之一，其底部处于短路，经过四分之一波长阻抗变换段，在扼流槽的开口处为开路，该结构设计抑制了FP谐振腔天线表面电流的传播，从而实现抑制旁瓣电流，达到降低旁瓣的目的附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的俯视图；图3是本技术的侧视图；图4是图1中A处剖视图；图5是图1中B处剖视图；图6是本技术在5.0～6.6GHz的输入反射系数|S11|仿真曲线图；图7是本技术在5.8GHz的E面方向图；图8是本技术在5.8GHz的H面方向图；图9是本技术中非均匀覆盖层的示意图；图中：1-基体；2-非均匀覆盖层；3-扼流槽；4-波导馈口；5-谐振腔；6-N型头；7-馈电端口；8-波同转换器。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步阐述。实施例1：如图1-5所示，基于扼流槽3和非均匀覆盖层2的全金属FP谐振腔5天线，包括基体1、反射覆盖层、扼流槽3和馈电结构，所述基体1为腔体结构，所述基体1的上表面设置有反射覆盖层，所述反射覆盖层为非均匀覆盖层2，所述非均匀覆盖层2与基体1形成谐振腔5，所述基体1的底部为反射底板，所述反射底板上设置有扼流槽3，所述反射底板上还连接有馈电结构。本技术通过设置扼流槽3和非均匀覆盖层2，扼流槽3抑制了FP谐振腔5天线表面电流的传播，从而降低全金属FP谐振腔5天线的旁瓣电流，实现低旁瓣；非均匀覆盖层2可调节反射面的反射相位，调节天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，包括基体(1)、反射覆盖层、扼流槽(3)和馈电结构，其特征在于：所述基体(1)为腔体结构，所述基体(1)的上表面设置有反射覆盖层，所述反射覆盖层为非均匀覆盖层(2)，所述非均匀覆盖层(2)与基体(1)形成谐振腔(5)，所述基体(1)的底部为反射底板，所述反射底板上设置有扼流槽(3)，所述反射底板上还连接有馈电结构。

【技术特征摘要】
1.基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，包括基体(1)、反射覆盖层、扼流槽(3)和馈电结构，其特征在于：所述基体(1)为腔体结构，所述基体(1)的上表面设置有反射覆盖层，所述反射覆盖层为非均匀覆盖层(2)，所述非均匀覆盖层(2)与基体(1)形成谐振腔(5)，所述基体(1)的底部为反射底板，所述反射底板上设置有扼流槽(3)，所述反射底板上还连接有馈电结构。2.根据权利要求1所述的基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，其特征在于：所述馈电结构包括波导馈口(4)和波同转换器(8)，所述波导馈口(4)设置在反射底板上，所述波同转换器(8)连接在反射底板上，并通过波导馈口(4)与谐振腔(5)连通。3.根据权利要求2所述的基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，其特征在于：所述波同转换器(8)上设置有馈电端口(7)。4.根据权利要求1所述的基于扼流槽和非均匀覆盖层的全金属FP谐振腔天线，其特征在于：所述非均匀覆盖层(2)为金属栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶道申，李一凡，
申请(专利权)人：四川睿迪澳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51