一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线制造技术

本发明专利技术公开了一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，包括喇叭、脊波导、反射背板、射频连接器，所述脊波导的一端与反射背板连接，还包括一对可调节间距的调节螺钉；所述一对调节螺钉分别穿入反射背板后伸入到反射背板与脊波导形成的背腔内，与脊波导的一对脊片短路接触。为避免因两射频连接器的上下错位导致的端口差异性，在所述背腔底部增加一对调节螺钉，可极大降低超宽带四脊喇叭天线的设计难度，本发明专利技术是一种新颖的背腔设计方法，能够使加脊喇叭天线得到超宽频带内良好的端口驻波和良好的端口一致性。

An ultra wideband four ridged horn antenna with adjustable back cavity diameter

【技术实现步骤摘要】
一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线。
技术介绍
：随着时代发展，电子对抗、电子侦察、仿真目标模拟及宽频带单脉冲跟踪等技术的快速发展，天线要求频带增宽、极化可变已成为必然趋势，上述领域要求天线能够在较宽频率范围内发射和接收电波信号。喇叭天线具有增益高，方向性稳定，结构简单，易加工等特点，在上述领域能够得到充分应用及发展，一般情况下，可以用来作为独立的天线或者馈源使用。然而，普通波导角锥或圆锥喇叭天线的工作频段由于受到传输波导管的约束，为了能使喇叭天线在宽频带下工作，需要对普通喇叭天线加以改进，一般情况下采用加脊的方式。加脊喇叭天线能够满足宽频带要求，同时四脊喇叭天线能满足双极化天线使用的要求，但双极化四脊喇叭天线在馈电设计时，天线的馈电探针需相互正交与对应极化的脊片连接。为避免馈电探针相互干扰，一般情况地，双极化加脊喇叭天线的馈电探针需高低错位，这将会导致天线两个馈电端口性能差异较大，如工作频率带宽、方向特性、端口匹配与隔离等。为了解决馈电端口位置的差异对四脊喇叭天线性能的影响，必须设计性能适当的短路背腔形式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，解决了双极化加脊喇叭天线的馈电探针需高低错位导致天线两个馈电端口性能差异较大的问题。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，包括喇叭、脊波导、反射背板、射频连接器，所述脊波导的一端与反射背板连接，还包括一对可调节间距的调节螺钉；所述一对调节螺钉分别穿入反射背板后伸入到反射背板与脊波导形成的背腔内，与脊波导的一对脊片短路接触。进一步的，所述脊波导包括波导和四片脊片，所述波导位于所述喇叭的小口径处，所述四片脊片呈十字交叉状，分别通过脊片紧固螺钉固定在喇叭的内壁上和波导的内表面。进一步的，所述射频连接器有两个，两所述射频连接器的内导体分别正交、高低错开贯穿相邻的脊片，并对应连接至对向的脊片内。进一步的，所述的调节螺钉为一对，两个调节螺钉的头部连线方向与高低错开的高位侧射频连接器插入方向一致。进一步的，所述射频连接器为两个2.92mm连接器。进一步的，两射频连接器内导体高度差范围为[0.5mm，0.8mm]。进一步的，调节螺钉间的距离d调节范围为0.3λh～0.4λh，λh为天线最高工作频率对应的自由空间波长。进一步的，在靠近反射背板侧的背腔的内壁一周粘贴吸波材料。本专利技术的优点在于：1、通过喇叭、脊波导、反射背板、调节螺钉组成的双极化四脊天线喇叭能够得到超宽频带内良好的阻抗匹配和端口一致性。2、在四脊圆锥喇叭形状、其他尺寸固定的情况下，通过可调整的调节螺钉间距，在天线所能发射和接收超宽带的无线电波情况下，使所述超宽频带天线能在很宽的频率范围内获得良好的阻抗匹配和端口一致性，实际批产中，可通过调整短路背板上的螺纹孔间距进行生产和调试。附图说明图1是本专利技术实施例四脊喇叭天线侧视图；图2是本专利技术实施例四脊喇叭天线沿脊片(2b1)方向局部放大剖视图；图3是本专利技术实施例四脊喇叭天线沿脊片(2b2)方向局部放大剖视图图4是本专利技术实施例四脊喇叭天线短路背板安装法兰示意图；具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与效果易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1～图4所示，一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，包括喇叭1(可以为圆锥喇叭)、脊波导2、反射背板3、射频连接器4、和调节螺钉6；所述脊波导2与反射背板3连接，调节螺钉6穿入反射背板3后伸入反射背板与脊波导形成的背腔5内与激励脊波导2中的一对脊片的底端短路接触；所述脊波导2包括波导2a(可以为圆形波导)和四片脊片2b。其中，波导2a位于喇叭1的小口径处；四片脊片2b分别记为第一脊片2b1.1、第二脊片2b1.2、第三脊片2b2.1和第四脊片2b2.2，其中四片脊片2b分别通过脊片紧固螺钉7固定在喇叭1的内壁上；圆形波导2a内壁上第一脊片2b1.1、第二脊片2b1.2形成一对脊片2b1，圆形波导2a内壁上第三脊片2b2.1、第四脊片2b2.2形成一对脊片2b2，两对脊片2b1、2b2呈十字交叉状构成正交脊片2b；波导和喇叭套装于各个脊片2b的外部，所述四片脊片2b呈十字交叉状固定于所述波导2a的内表面，并延伸至喇叭1口径面为止；射频连接器4设有两个，为使四脊喇叭天线能在微波、毫米波频段具有良好的匹配性能，射频连接器4均为2.92mm连接器。两所述射频连接器4的内导体分别正交、高低错开贯穿相邻的脊片2b，并对应连接至对向的脊片2b内，以得到两个相互正交极化方向的辐射特性。两射频连接器4分别记为高位侧射频连接器4a和低位侧射频连接器4b。如图2所示，高位侧射频连接器4a内导体穿过第一脊片2b1.1内部预留的直径为0.9mm的馈电通孔，插入到对向的第二脊片2b1.1预留的直径为0.4mm馈电孔内；如图3所示，低位侧射频连接器4b内导体穿过第三脊片2b2.1预留的直径为0.9mm馈电通孔，插入到对向的第二脊片2b2.2预留的直径为0.4mm馈电孔内；高位侧射频连接器4a内导体与低位侧射频连接器4b内导体位置高度差h1取值范围为[0.5mm，0.8mm]。如图4所示，所述的一对调节螺钉6头部连线方向与所述高位侧射频连接器4a插入方向一致，调节螺钉6伸入到背腔5内，分别旋入至对应的一对脊片2b1的底端固定；如图2～图4所示，由于高位侧射频连接器4a、低位侧射频连接器4b馈电位置存在高低位置的高度差h1，当一路信号从天线的射频连接器输入后，经射频连接器馈电探针在波导2a内激起TE11工作模式，一部分向喇叭口面传播，一部分向背腔5传播，经过背腔反射叠加后向喇叭口面传播。两射频连接器4a、4b离反射背板3的距离不一致，引起两个射频连接器端口的阻抗匹配不能够保持完全一致。其中，高位侧射频连接器4a在低频段端口驻波较低、高频段驻波较高，制约了高位侧射频连接器4a所在端口工作带宽；低位侧射频连接器4b在高频段端口驻波较低、低频段驻波较高，制约了低位侧射频连接器4b所在端口工作带宽。根据设计经验，一般地，射频连接器4a距反射背板3的最远距离h2小于最小波长的一半，本专利技术实例取值h2≈0.43λh。为了改善馈电端口的差异性、降低馈电端口驻波，本专利技术实例的圆形调节背腔5，若波导为圆形，则背腔为圆形调节背腔，以代替通常使用的圆形腔或圆台形腔。在四脊圆波导中，较低的几阶模式为TE11、TE01、TE31等，其中主模为TE11模。为了能够有效地激励信号，通常希望天线能工作在主模带宽内，抑制高次模的产生和传播，然而，对于四脊波导系统来说，较低阶的高次模，其截止频率往往和主模很接近。根据脊波导理论，结合本专利技术实例，如图2所示，通过调整优化调节螺钉6间的距离d，即改变圆形调节背腔5的等效直径，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，包括喇叭(1)、脊波导(2)、反射背板(3)、射频连接器(4)，所述脊波导(2)的一端与反射背板(3)连接，其特征在于，还包括一对可调节间距的调节螺钉(6)；所述一对调节螺钉(6)分别穿入反射背板(3)后伸入到反射背板与脊波导形成的背腔(5)内，与脊波导(2)的一对脊片短路接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，包括喇叭(1)、脊波导(2)、反射背板(3)、射频连接器(4)，所述脊波导(2)的一端与反射背板(3)连接，其特征在于，还包括一对可调节间距的调节螺钉(6)；所述一对调节螺钉(6)分别穿入反射背板(3)后伸入到反射背板与脊波导形成的背腔(5)内，与脊波导(2)的一对脊片短路接触。


2.根据权利要求1所述的一种抑制四脊喇叭天线高次模的方法，其特征在于，天线背腔调节螺钉间的距离d调节范围为0.3λh～0.4λh，λh为天线最高工作频率对应的自由空间波长。


3.根据权利要求1所述的一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线，其特征在于，所述脊波导包括波导(2a)和四片脊片(2b)，所述波导位于所述喇叭(1)的小口径处，所述四片脊片(2b)呈十字交叉状，分别通过脊片紧固螺钉(7)固定在喇叭(1)的内壁上和波导(2a)的内表面。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈银言，李东明，陈西洋，
申请(专利权)人：南京长峰航天电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32