一种6~40GHz四脊喇叭天线制造技术

本发明专利技术提供了一种6~40GHz四脊喇叭天线，包括矩形喇叭、同轴四脊波导转换、短路背板和射频连接器。通过同轴波导变换结合四脊波导进行馈电，并采用指数形式的脊曲线来设计脊片，实现了良好的驻波、增益和辐射方向图特性，尺寸小，指标优秀，可以广泛应用到电子对抗、材料测试和5G通信等相关领域。测试和5G通信等相关领域。测试和5G通信等相关领域。

【技术实现步骤摘要】
一种6～40GHz四脊喇叭天线


[0001]本专利技术属于通信
，具体的是一种6～40GHz四脊喇叭天线。

技术介绍

[0002]目前5G通信、电子对抗、电子侦察、材料测试等技术的快速发展，天线要求频带增宽已成为必然趋势，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。
[0003]标准增益喇叭天线由于其增益高，方向性稳定，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，现有普通喇叭天线的工作频段由于受到波导管尺寸的影响，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。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种6～40GHz四脊喇叭天线，通过同轴波导变换结合四脊波导进行馈电，并采用指数形式的脊曲线来设计脊片，实现了良好的驻波、增益和辐射方向图特性。
[0005]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0006]一种6～40GHz四脊喇叭天线，包括矩形喇叭、同轴四脊波导转换、短路背板和射频连接器；所述短路背板与矩形喇叭的小口径处连接，与矩形喇叭形成短路背腔；
[0007]所述同轴四脊波导转换包括矩形波导、脊片一、脊片二、脊片三和脊片四，所述脊片一、脊片二、脊片三和脊片四分别固定在矩形喇叭的四个内表面上，所述矩形波导位于矩形喇叭的小口径处，且套装于脊片一、脊片二、脊片三和脊片四的外部；
[0008]所述脊片一、脊片二的外部均设有射频连接器，且在对应位置开设通孔，所述射频连接器的内导体穿过脊片一、脊片二的通孔，连接至对向的脊片四、脊片三内。
[0009]进一步地，所述矩形喇叭的口径为48mm
×
32mm。
[0010]进一步地，所述矩形喇叭分为平直段和喇叭段，所述喇叭段的垂直截面为矩形，四个喇叭壁面为金属面。
[0011]进一步地，四个所述喇叭壁的外表面设有多个方槽形成网格状，削去一部分壁面，用以减轻天线重量，且不影响天线性能。
[0012]进一步地，所述脊片一、脊片二、脊片三和脊片四的厚度为1.5～2mm。
[0013]进一步地，所述脊片一、、脊片二上开设的通孔为阶梯形通孔，所述射频连接器的内导体与阶梯形通孔构成阶梯形同轴阻抗变换。
[0014]进一步地，所述脊片一、脊片二、脊片三和脊片四具有相同的脊曲线，沿所述矩形喇叭口径扩张方向，所述脊曲线依次包括直线段和指数渐变段。
[0015]进一步是，所述指数渐变段的脊曲线方程为：
[0016]y＝αe
βL
+kL；
[0017]其中，L为矩形喇叭的长度，α值为0.45～0.6之间，β值为0.002～0.003之间，k 值为0.015～0.03之间。
[0018]进一步地，所述脊片一、脊片二、脊片三和脊片四的底端均进行台阶设计，通过调节台阶的高度，获得较优的驻波比；其中，台阶高度的调节范围为：0.3～0.7mm。
[0019]进一步地，所述短路背板内设有空腔，通过调节空腔的深度，获得较好的低频驻波比；其中，空腔深度的调节范围为：0.8～1.4mm。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0021]1、通过矩形喇叭、同轴四脊波导转换、短路背板和射频连接器组成的四脊喇叭天线能够得到超宽频带内良好的阻抗匹配，和良好的隔离度。
[0022]2、在矩形喇叭形状尺寸固定的情况下，通过调整脊片的脊线方程，在天线所能发射和接收超宽带的无线电波情况下，使天线的输入阻抗变化很小，从而使所述超宽频带天线能在很宽的频率范围内发射和接收无线电波。
[0023]3、尺寸小：天线尺寸仅为70mm
×
48mm
×
32mm(长
×
宽
×
高)；重量轻：四个喇叭壁的外表面设有多个方槽形成网格状，削去一部分壁面，用以减轻天线重量，且不影响天线性能。
[0024]4、指标优秀：天线在6～40GHz驻波比典型值小于2。
[0025]5、应用广泛：广泛应用到电子对抗、材料测试和5G通信等相关领域。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0027]图2为内部天线的剖视图；
[0028]图中，1、矩形喇叭，2a、脊片一，2b、脊片二，2c、脊片三，2d、脊片四，3、短路背板，4、射频连接器。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例，请参照附图1
‑
2，一种6～40GHz四脊喇叭天线，包括矩形喇叭1、同轴四脊波导转换、短路背板3和射频连接器4；所述短路背板3与矩形喇叭1的小口径处连接，与矩形喇叭1形成短路背腔。所述同轴四脊波导转换包括矩形波导、脊片一2a、脊片二2b、脊片三2c和脊片四2d，所述脊片一2a、脊片二2b、脊片三2c和脊片四 2d分别固定在矩形喇叭1的内表面上，所述矩形波导位于矩形喇叭1的小口径处，且套装于脊片一2a、脊片二2b、脊片三2c和脊片四2d的外部。所述脊片一2a、脊片二 2b的外部均设有射频连接器4，且在对应位置开设通孔，所述射频连接器4的内导体穿过脊片一2a、脊片二2b的通孔，连接至对向的脊片四2d、脊片三2c内。
[0031]上述结构中，所述矩形喇叭1的口径为48mm
×
32mm。所述矩形喇叭1分为平直段和喇叭段，所述喇叭段的垂直截面为矩形，四个喇叭壁为金属面。
[0032]作为优选的，四个所述喇叭壁的外表面设有多个方槽形成网格状，该设计通过削去外表面的一部分壁面，从而减轻天线重量，且不影响天性性能。相邻喇叭壁通过铆钉固
定，方便内部天线的安装。
[0033]需要适当考虑脊厚度和脊间距，以及同轴探针的过渡匹配效果，在工作带宽内降低驻波比，综合提高天线的整体性能。本实施例中，所述脊片一、脊片二、脊片三和脊片四的厚度均为1.5～2mm。
[0034]需要说明的是，脊片一2a、脊片二2b上开设的通孔为阶梯形通孔，射频连接器4 的内导体与阶梯形通孔构成阶梯形同轴阻抗变换。在本设计中选择四脊波导馈电，并将波导脊底端设计成阶梯形状利于阻抗匹配。采用探针馈电方式，可有效地抑制TE20模的激励。喇叭天线的馈电部分是内径相等的波导，由于脊波导与匹配块连接部分需要有空隙，采用在匹配块上开锥形槽的办法来满足。同时在脊波导段上(即脊片一、脊片二、脊片三和脊片四的底部)有台阶设计，有台阶的脊波导对天线驻波比有很好的影响，通过调节台阶的高度(高度的调节范围为：0.3～0.7mm)，获得较优的驻波比。
[0035]喇叭段的设计从主模TE10阻抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种6～40GHz四脊喇叭天线，其特征在于，包括矩形喇叭(1)、同轴四脊波导转换、短路背板(3)和射频连接器(4)；所述短路背板(3)与矩形喇叭(1)的小口径处连接，与矩形喇叭(1)形成短路背腔；所述同轴四脊波导转换包括矩形波导、脊片一(2a)、脊片二(2b)、脊片三(2c)和脊片四(2d)，所述脊片一(2a)、脊片二(2b)、脊片三(2c)和脊片四(2d)分别固定在矩形喇叭(1)的内表面上，所述矩形波导位于矩形喇叭(1)的小口径处，且套装于脊片一(2a)、脊片二(2b)、脊片三(2c)和脊片四(2d)的外部；所述脊片一(2a)、脊片二(2b)的外部均设有射频连接器(4)，且在对应位置开设通孔，所述射频连接器(4)的内导体穿过脊片一(2a)、脊片二(2b)的通孔，连接至对向的脊片四(2d)、脊片三(2c)内。2.根据权利要求1所述的一种6～40GHz四脊喇叭天线，其特征在于，所述矩形喇叭(1)的口径为48mm
×
32mm。3.根据权利要求2所述的一种6～40GHz四脊喇叭天线，其特征在于，所述矩形喇叭(1)分为平直段和喇叭段，所述喇叭段的垂直截面为矩形，四个喇叭壁为金属面。4.根据权利要求3所述的一种6～40GHz四脊喇叭天线，其特征在于，四个所述喇叭壁的外表面设有多个方槽形成网格状，削去一部分壁面，用以减轻天线重量，且不影响天线性能。5.根据权利要求1所述的一种6～40GHz四脊喇叭天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鸿涛，王合义，马凤霞，
申请(专利权)人：南京芯微联电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：