具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线制造技术

一种抑制具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线，包括：一对彼此相对安置的上下脊，上下脊的每一个具有引导电磁波的内表面和与内表面相对安置的外表面；固定地附着到上下脊的各自的外表面的上下喇叭部；耦合到上下喇叭部的左右喇叭部以形成矩形椎体结构；以及对称地安置在上下脊以及左右喇叭部之间的金属导体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及双脊喇叭天线，更特别地，涉及具有配置用于改善天线的发射和宽带特征的高阶模态抑制器的双脊喇叭天线。
技术介绍
双脊喇叭天线或者双脊波导管是线性极化天线的一个例子。使用脊的宽带喇叭天 线已经早在20世纪初就被提出，并且是一种广泛使用至今的宽带天线模式。图1-3分别是传统的双脊宽带喇叭天线的侧视图、前视图和顶视图。将参照图1-3 描述传统的双脊宽带喇叭天线100的工作原理。上下喇叭部112A和IlB以及左右喇叭部 114A和114B配置为传送喇叭中的电场并保持喇叭天线100的形状。输入到功率连接器130 的能量传递到金属导体120，该金属导体120短路连接到上脊110A。结果，上脊IlOA被正 (+)充电，与功率连接器130的接地表面连接的下脊IlOB被负(-)充电。脊110之间建立 的电场向着喇叭开口传送。上下脊IlOA和IlOB之间的距离根据指数阻抗变换而增大以使 得其逐渐汇集为喇叭开口的阻抗(宽带阻抗匹配)。由于脊式喇叭天线的结构，在脊110之间建立非常高的电场，但是在脊110和左右 喇叭部114A和114B之间建立低的电场。该发现已经使得模型改进，从而使得没有左右喇 叭部114A和114B也不会明显降级操作性能。与传统的喇叭天线相反，脊110安装在喇叭 内部以为了增大喇叭天线的工作频率范围。脊的插入降低起始频率，基模(TE10模态)建 立于该起始频率，脊的插入还增大到高阶模态的距离，从而保证在整个宽带均勻的辐射图。 如在此所用的，高阶模态是指TE20模态或者更高的。TE20模态在具有关于馈电器左右对称 的结构中通常被抑制，这样，TE30模态变为第一高阶模态。考虑到此，从TElO到出现TE30 的范围可以被认为是宽带喇叭天线的工作频率范围。但是，不同于基于回波损耗计算工作频率的其它情形，已经注意到，在实际的脊式 天线的情形下，越靠近频率上限，发生越差的辐射图干扰。正在研究解决该问题。名禾尔为 “Dual—arid quad-ridged horn antenna with improved antennapattern characteristics”的美国专利No. 7，161，550 (2005年10月20日公布，在此及后称作参考 文献1)公开了一种双脊和四脊喇叭天线，其具有改善宽带脊喇叭天线辐射特性的额外结 构，并且其采用磁性材料和凹槽。参考文献1没有详细公开相应的喇叭天线带来的辐射图 的改善程度，从而使得难以量化性能改善度。即便如此，为了更好的市场性以及易于制造的 要求而进行的结构简化不利地影响改善度。具体地说，磁性材料的性能和应用严重影响天 线辐射图，其不利地影响再生属性。TE30模态的抑制是指辐射图干扰的抑制，并能够导致实现一种在比传统的双脊喇 叭天线更宽的带宽操作的天线。因此，存在对用于抑制TE30模态的结构的需求，该结构适 合用于具有提高的工作频带的新式天线模式。美国专利No. 4，692，723 (1985年7月8日公布，在此及后称为参考文献2)和美国 专利No. 4，890，117 (1989年12月26日公布，在此及后称为参考文献3)公开一种用于通过窄的带通电介质滤波器去除高阶模态的技术(参考文献2)以及一种用于在天线的馈电器 处将TM模态转换为TE模态的技术(参考文献3)。尽管这些技术可以被理解为
技术介绍
， 但是，在参考文献2和3中的用于去除或者转化高阶模态的技术特征不同于本专利技术致力于 解决的现有技术中存在的问题或者本专利技术致力于实现的新颖特征。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线，其能够方便地安装在 脊式波导管上并且能够有效地抑制高阶模态，从而解决传统的宽带脊式喇叭天线中发生的 辐射图干扰的问题。本专利技术的其它目的和优点能够通过下面的描述进行理解，并参照本专利技术的实施例 变得明显。再者，对于本专利技术所属领域的技术人员来说，明显的是，本专利技术的目的和优点可 以通过本专利技术的所要求保护的装置及其组合实现。根据本专利技术的实施例，具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线包括一对彼此相对 地安置的上下脊，该上下脊的每一个具有导引电磁波的内表面和与内表面相对安置的外表 面；上下喇叭部，其固定地附着到上下脊的各自的外表面；左右喇叭部，其耦合到上下喇叭 部以形成矩形椎体结构；以及金属导体，其对称地定位在上下脊以及左右脊之间。具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线可以进一步包括功率连接器以从外部功率 源供应电流给上下脊；以及馈电导体以从外部功率源通过功率连接器将电流传送到上下 脊。金属导体可以被安装为短路连接到上下喇叭部。金属导体可以抑制在上下脊以及左右喇叭部之间产生的高电场的传播并抑制 TE30模态并将其转化为TElO模态以使得从喇叭开口输出接近于TElO模态的辐射图。所产 生的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线可以方便地安装在脊式波导管上并能够有效地 抑制高阶模态。附图说明图1是传统的双脊宽带喇叭天线的侧视图。图2是传统的双脊宽带喇叭天线的前视图。图3是传统的双脊宽带喇叭天线的顶视图。图4是根据本专利技术的实施例的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线的侧视图。图5是根据本专利技术的实施例的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线的前视图。图6是根据本专利技术的实施例的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线的顶视图。图7示出当TE30模态输入到传统的双脊宽带喇叭天线时在xz平面的辐射图。图8示出当TE30模态输入到根据本专利技术的实施例的具有高阶模态抑制器的双脊 喇叭天线时在xz平面的辐射图。具体实施例方式下面将参照附图更加详细地描述本专利技术的示例性实施例。但是，本专利技术能够以不 同的形式实施，并且不应构造为限制到在此所提出的实施例。更确切地，提供这些实施例以使得这些公开的内容将会是充分的且完全的，并且将完全地传送本专利技术的范围给本领域技 术人员。在整个公开的内容中，在本专利技术的各个附图以及实施例中相同的附图标记表示相 同的部件。在此及后，将参照附图详细描述根据本专利技术的特定实施例的具有高阶模态抑制器 的双脊喇叭天线。 图4是根据本专利技术的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线的侧视图。图5是根据 本专利技术的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线的前视图。图6是根据本专利技术的具有高阶模 态抑制器的双脊喇叭天线的顶视图。参照图4-6，根据本专利技术的具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线200包括一对脊 210，具体地，是彼此相对地安置在矩形喇叭天线内的上下脊210A和210B。上下脊210A和 210B的每一个可以具有大致凸起的内表面和大致平坦的外表面。在大多数情形下，每个外 表面可以固定地附着到上下喇叭部212A和212B以及左右喇叭部214A和214B，其构成喇 叭天线200。当耦合在一起时，上下喇叭部212A和212B以及左右喇叭部214A和214B可 以形成具有比底座实质上更大的开口的矩形椎体结构。在一些情形中，矩形箱(或者“腔体 结构”)可以以类似的形状耦合到底座。腔体结构可以包括功率连接器230用于从功率源 (未示出)经由同轴传输线(未示出)供应电流到脊210。还可设置馈电导体220以将电流从同轴传输线传递到喇叭天线200的脊210。从 同轴传输线到馈电导体220的过渡是喇叭天线的重要的一部分，因为其包括喇叭天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高阶模态抑制器的双脊喇叭天线，包括：一对彼此相对地安置的上脊和下脊，该上脊和下脊的每一个具有引导电磁波的内表面和与该内表面相对的外表面；固定地附着到所述上脊和下脊的各自的外表面的上喇叭部和下喇叭部；左喇叭部和右喇叭部，其耦合到所述上喇叭部和下喇叭部以形成矩形椎体结构；以及金属导体，其对称地定位在所述上脊和下脊以及所述左喇叭部和右喇叭部之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：文祯翊，吴淳洙，金钟眠，全舜翼，金昌周，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]