一种喇叭天线制造技术

本发明专利技术公开了一种喇叭天线，属于通信技术领域。该天线包括辐射喇叭、极化缝隙层、介质板、背腔层，背腔层作为天线整体的的支撑结构，辐射喇叭、极化缝隙层、介质板依次叠放在其上方，借助螺接工艺实现固定安装。本发明专利技术结构紧凑、轮廓低满足数字通信系统对天线部件的结构、电气的技术要求，其技术优势明显。

【技术实现步骤摘要】
一种喇叭天线
本专利技术涉及到通信
，特别涉及一种喇叭天线。
技术介绍
目前，在卫星通信领域通信的频谱越来越宽，对射频终端的要求也越来越高，这就需要天线的工作带宽也逐渐拓宽。卫星通信、导航通信系统往往需要设备同时具有收、发信号功能；由于收、发信号的频段不同，所以对天线的要求就必须是多频、宽带工作；随着相控阵天线技术的快速发展，其独有的技术优势使其越来越受到广大工程技术人员的重视，天线辐射单元作为相控阵天线的关键技术部件之一，其性能的优良程度直接影响卫星通信的质量。现阶段圆极化微带天线主要有以下几种形式：1、对角线切角圆极化微带天线：该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2％。2、集成电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15％，小于2的驻波带宽大于20％，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。3、缝隙耦合圆极化微带天线，该形式的圆极化微带天线与传统的圆极化微带天线比较，具有阻抗、轴比带宽宽的特点，但由于缝隙结构的不对称性，往往需要加载隔离电阻实现较宽的轴比带宽，这样产生了两个问题：一方面，隔离电阻需要人工焊接，当阵列规模较大时，需要巨大的工作量，又很难保证单元焊接的一致性；另一方面，隔离电阻会产生一定的差损，导致辐射增益不同程度的下降。以上几种圆极化微带天线各有优缺点，虽个别指标特性较优，它们的共性缺陷是无法满足小型化宽频段工作的技术要求，尤其是作为宽带数字波束扫描阵列天线单元技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种喇叭天线。该天线其具有小型化、轴比带宽宽、结构紧凑、可实现宽带圆极化辐射特点。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种喇叭天线，包括辐射喇叭和射频接插件，还包括极化缝隙结构和背腔；所述辐射喇叭为方形桶状结构，在方形桶状结构的其中一对立的两个壁面上均设有直角梯形缺口，直角梯形缺口的下底边与辐射喇叭的开口边缘重合；所述极化缝隙结构包括位于所述辐射喇叭底板上的两个扇形缺口，所述扇形缺口其中一边平行于直角梯形缺口所在的壁面，且每个扇形缺口的夹角在90°和120°之间；两个直角梯形缺口和两个扇形缺口均关于方形桶状结构的中轴线对称；所述两个扇形结构的圆心之间还设有连接两者的极化矩形缝隙；所述极化矩形缝隙的长边垂直于直角梯形缺口所在的壁面；所述辐射喇叭的底板的下方还设有介质板，介质板和底板之间的中央位置设有紧贴于介质板上表面的金属地，金属地上设置有矩形缝隙，矩形缝隙平行于极化矩形缝隙；所述介质板的正下方的中央位置还紧贴有微带馈线，微带馈线与极化矩形缝隙相互垂直，微带馈线一端作为开路短截线，另一端馈接入射频接插件，所述介质板的下方还设有背腔，所述的背腔长边平行于矩形缝隙。本专利技术采取上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术采用辐射喇叭作为天线的辐射体具有结构简单紧凑，电尺寸小的特点。2、本专利技术具有圆极化轴比辐射辐射带宽宽，隔离度高，有源驻波小的特点，可满足数字多波束天线对辐射单元的电小尺寸要求技术要求。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。图2是图1中辐射喇叭的结构示意图。图3是图1中介质板的上表面示意图。图4是图1中介质板的下表面示意图。图5是图1中背腔的结构示意图。图中：1、辐射喇叭，2、背腔，3、扇形缺口，4、直角梯形缺口，5、极化矩形缝隙，6、介质板，7、矩形缝隙，8、金属地，9、微带馈线。具体实施方式下面，结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。一种喇叭天线，包括辐射喇叭1和射频接插件，还包括极化缝隙结构和背腔2；所述辐射喇叭为方形桶状结构，在方形桶状结构的其中一对立的两个壁面上均设有直角梯形缺口，直角梯形缺口的下底边与辐射喇叭的开口边缘重合；所述极化缝隙结构包括位于所述辐射喇叭底板上的两个扇形缺口，所述扇形缺口3其中一边平行于直角梯形缺口所在的壁面，且每个扇形缺口的夹角在90°和120°之间；两个直角梯形缺口4和两个扇形缺口均关于方形桶状结构的中轴线对称；所述两个扇形结构的尖端之间还设有连接两者的极化矩形缝隙5；所述极化矩形缝隙的长边垂直于直角梯形缺口所在的壁面；所述辐射喇叭的底板的下方还设有介质板6，介质板和底板之间的中央位置设有紧贴于介质板上表面的金属地，金属地8上设置有矩形缝隙，矩形缝隙平行于极化矩形缝隙；所述介质板的正下方的中央位置还紧贴有微带馈线，微带馈线9与极化矩形缝隙相互垂直，微带馈线一端作为开路短截线，另一端馈接入射频接插件，所述介质板的下方还设有背腔，所述的背腔长边平行于矩形缝隙。下面为一更具体的实施例：如图1～5所示，本实施例包括辐射喇叭1、极化缝隙层、介质板6、背腔2，其中辐射喇叭，喇叭壁厚为1mm，辐射喇叭的长a、宽a、高h，a＝0.55λ0，h＝0.08λ0，其中的λ0为天线工作中心频率对应的波长。进一步地，辐射喇叭任意两个相对边设置有完全一致的直角梯形缺口4，二者关于辐射喇叭表几何中心点呈180°旋转对称。进一步地，直角梯形缺口为非封闭式结构，其内壁曲线为直角梯形结构，直角边与喇叭口面法线方向平行，下底边设置在辐射喇叭边壁的最上沿，其为虚拟边，即为开放式，长度为b，上底边长度为c，且c＜b，梯形的高度d＝0.06λ0，直角梯形缺口结构直角边距离辐射喇叭1的相邻边为e＝0.08λ0；在辐射喇叭的正下方设置有极化缝隙层，其上表面与辐射喇叭下表面紧密贴合。进一步地，极化缝隙层为方形铝块结构，以几何中心为参考点，设置有极化缝隙结构。进一步地，极化缝隙结构以其几何中心为参考点呈180度旋转对称，其为极化缝隙层结构的缺失部分，取其图形的一半作为描述对象，其呈为扇形结构，以起始点为几何缝隙结构中心为顶点，一条边平行于梯形缺口所在的喇叭口边，其另一条边在顺时针旋转角度方向，边长R＝0.22λ0,两边所夹角度φ大于90°，小于120度。进一步地，在扇形缝隙的顶点为几何中心，设置有极化矩形缝隙段，极化矩形缝隙段与两扇形结构共同围绕的区域构成了极化几何缝隙结构，矩形缝隙的延伸方向垂直于直角梯形缺口所在喇叭边，极化矩形缝隙段长度(L1)、宽度(S_W)由优化设计来确定，以到达电气性能为最佳。极化缝隙层的正下方设置有介质板，介质板的上表面设置有金属地，下表面设置有微带馈线，微带馈线的延伸方向与极化矩形缝隙段的延伸方向垂直，且其几何中心线经过经过极化缝隙结构的几何中心点在介质板下表面的投影，一端作为开路短截线，另一端馈接入射频接插件；金属地上设置有矩形缝隙，其缝隙延伸方向平行于极化矩形缝隙段的延伸方向。介质板正下方设置有背腔层，其为长方体铝块结构，在位于矩形缝隙的正下方设置有长方体背腔，背腔长边平行于矩形缝隙的延伸方向。背腔层作为天线整体的的支撑结构，上面的辐射喇叭、极化缝隙层、介质板依次叠放在其上方，借助螺接工艺实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喇叭天线，包括辐射喇叭(1)和射频接插件，其特征在于，还包括极化缝隙结构和背腔(2)；所述辐射喇叭为方形桶状结构，在方形桶状结构的其中一对立的两个壁面上均设有直角梯形缺口，直角梯形缺口的下底边与辐射喇叭的开口边缘重合；所述极化缝隙结构包括位于所述辐射喇叭底板上的两个扇形缺口(3)，所述扇形缺口其中一边平行于直角梯形缺口所在的壁面，且每个扇形缺口的夹角在90°到120°之间；两个直角梯形缺口(4)和两个扇形缺口均关于方形桶状结构的中轴线对称；/n所述两个扇形结构的圆心之间还设有连接两者的极化矩形缝隙(5)；所述极化矩形缝隙的长边垂直于直角梯形缺口所在的壁面；所述辐射喇叭的底板的下方还设有介质板(6)，介质板和底板之间的中央位置设有紧贴于介质板上表面的金属地(8)，金属地上设置有矩形缝隙(7)，矩形缝隙平行于极化矩形缝隙；所述介质板的正下方的中央位置还紧贴有微带馈线，微带馈线(9)与极化矩形缝隙相互垂直，微带馈线一端作为开路短截线，另一端馈接入射频接插件，所述介质板的下方还设有背腔，所述的背腔长边平行于矩形缝隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种喇叭天线，包括辐射喇叭(1)和射频接插件，其特征在于，还包括极化缝隙结构和背腔(2)；所述辐射喇叭为方形桶状结构，在方形桶状结构的其中一对立的两个壁面上均设有直角梯形缺口，直角梯形缺口的下底边与辐射喇叭的开口边缘重合；所述极化缝隙结构包括位于所述辐射喇叭底板上的两个扇形缺口(3)，所述扇形缺口其中一边平行于直角梯形缺口所在的壁面，且每个扇形缺口的夹角在90°到120°之间；两个直角梯形缺口(4)和两个扇形缺口均关于方形桶状结构的中轴线对称；
所述两...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋长宏，卢飞宇，李振生，牛茂刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13