具备高功率电磁防护功能的喇叭天线制造技术

技术编号:40169054 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-26 23:39
本技术公开了一种具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,涉及通信天线技术领域。所述喇叭天线包括具备电磁防护结构的底座,所述底座的上部设置有上下具有开口的四棱台喇叭体,所述四棱台喇叭体的上部设置有上下具有开口的圆柱喇叭体,所述圆柱喇叭体的上部设置有上下具有开口的圆台喇叭体。本申请中电磁防护结构被设计在喇叭天线内壁。同时,采用双同轴馈电结构和台阶式金属隔板,赋予了天线双圆极化工作的能力。此外,在喇叭结构内还加载了波纹结构用以改善天线的辐射特性。基于上述结构的喇叭天线,在工作频段内具备良好的双圆极化辐射性能及强电磁防护能力,该设计方案相比传统的天线罩方案有着较大的优势。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及通信天线,尤其涉及一种具备高功率电磁防护功能的喇叭天线


技术介绍

1、现代化战争中,信息是指挥作战的关键要素,通讯系统、导航定位、目标探测都高度依赖电子科学技术以及电子信息设备的发展。随着电子信息技术的快速发展与广泛应用,军事武器中的电子设备高度集成化,功能也趋于多样化,然而,这使得信息化武器装备对电磁波的敏感程度随之提高。在这种背景下高功率微波武器应运而生,这是通过应用高功率电磁脉冲来破坏信息系统的一种手段。

2、高功率电磁脉冲对电子信息系统的破坏原理大致如下:首先电磁脉冲由天线、线缆和各种孔缝向内部渗透,其能量变成随时间、空间变化的大电流、大电压;然后把能量传输到内部脆弱的部位,如电子元器件、集成电路等,造成电子元器件、集成电路的损坏。天线作为电子信息系统的前端部件,成为抵制高功率电磁脉冲信号的第一道屏障,其性能的优劣将直接关乎系统的安全性。

3、通过调研,技术人发现当前的技术中所采用的天线罩加载的方式虽然能够一定程度提高天线的抗强电磁脉冲的能力,但该形式显著增加了系统体积,对于系统小型化的发展趋势是不利的。


技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是如何提供一种在工作频段内具备良好的双圆极化辐射性能及强电磁防护能力的喇叭天线。

2、为解决上述技术问题,本技术所采取的技术方案是:一种具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,包括具备电磁防护结构的底座,所述底座的上部设置有上下具有开口的四棱台喇叭体,所述四棱台喇叭体的上部设置有上下具有开口的圆柱喇叭体,所述圆柱喇叭体的上部设置有上下具有开口的圆台喇叭体;所述底座包括矩形波导,所述矩形波导的内设置有台阶式金属隔板,所述台阶式金属隔板将所述矩形波导分为左右两个腔体,第一金属脊和第二金属脊相对的设置在左腔体的下部空间内,第三金属脊和第四金属脊相对的设置在右腔体的下部空间内,两个同轴连接器相对的设置在所述矩形波导上两个侧壁上,所述同轴连接器上侧的矩形波导的内壁上设置有若干个电磁防护结构;

3、所述台阶式金属隔板的后侧边与所述矩形波导的后内侧壁固定连接,所述台阶式金属隔板的前侧边与所述矩形波导的前后内侧壁之间具有间隙,所述台阶式金属隔板的上侧边为前后宽度阶段变小的阶梯状;

4、所述第一金属脊至第四金属脊的结构相同,都为扇形结构,其中所述第一金属脊固定在所述矩形波导左内侧壁的竖直中心线上,所述第二金属脊固定在所述台阶式金属隔板的左侧面上,且第一金属脊的弧形面与所述第二金属脊的弧形面相对设置;所述第四金属脊固定在所述矩形波导右内侧壁的竖直中心线上,所述第三金属脊固定在所述台阶式金属隔板的右侧面上,且第三金属脊的弧形面与所述第四金属脊的弧形面相对设置。

5、进一步的技术方案在于:所述同轴连接器包括同轴金属外壳,所述同轴金属外壳内嵌到所述矩形波导的左、右侧壁上,同轴金属外壳内的波导侧壁上形成有通孔,所述通孔内设置有同轴金属内导体,且所述同轴金属内导体不与所述波导的侧壁接触,所述同轴金属外壳与同轴金属内导体之间填充有同轴介质,两个所述同轴连接器上的同轴金属内导体连成一体且依次穿过所述第一金属脊、第二金属脊、第三金属脊以及第四金属脊。

6、进一步的技术方案在于:所述电磁防护结构包括介质板,所述介质板的背面形成有金属背板,所述介质板的中心形成有金属化过孔,所述金属化过孔内形成有金属柱,所述介质板的正面形成有谐振结构,所述金属柱的上端与所述谐振结构连接,所述金属柱的下端与所述金属背板连接。

7、进一步的技术方案在于:所述谐振结构包括设置在所述介质板正面的外围金属贴片,所述外围金属贴片上形成有与类六边形金属贴片相适配的开口,类六边形金属贴片位于所述开口内,且所述类六边形金属贴片不与所述外围金属贴片直接接触,类六边形金属贴片的每条边与外围金属贴片之间设置有一个pin二极管。

8、进一步的技术方案在于:所述圆台喇叭体为上下贯通结构,且下端的直径小于上端的直径,底部有圆台底部开孔,顶部有圆台顶部开孔,圆台喇叭体的内设置有波纹结构,所述波纹结构包括从下到上间隔设置的第一圆环、第二圆环、第三圆环、第四圆环、第五圆环以及第六圆环。

9、采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本技术所述天线采用双馈(两个同轴连机器)形式,可以产生两种旋向的圆极化辐射;喇叭天线采用全金属结构,加工工艺成熟,可靠性高,应用范围广,不存在加工技术难题;电磁防护结构采用微带结构,加工工艺成熟,可靠性高,应用范围广,不存在加工技术难题;与其他形式的喇叭体相比,在喇叭体内部加载波纹结构,有如下优势:相比于普通光壁圆锥喇叭e面绕射较大的问题,波纹槽的应用,使得喇叭口径边缘的绕射得到较好的改善,从而使得其副瓣以及后瓣较小,且方向图的e面和h面重合性变好,即方向图的等化性能得到提升;具有确定的稳定的相位中心;波束效率得到提高,从而可以使得天线口面尺寸减小;交叉极化电平较低,极化隔离度得到大幅度提高。将电磁防护结构与天线深入融合,赋予了天线较强的电磁防护能力,同时也有利于系统的小型化。

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【技术保护点】

1.一种具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:包括具备电磁防护结构的底座(1),所述底座(1)的上部设置有上、下具有开口的四棱台喇叭体(2),所述四棱台喇叭体(2)的上部设置有上、下具有开口的圆柱喇叭体(3),所述圆柱喇叭体(3)的上部设置有上、下具有开口的圆台喇叭体(4);

2.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述同轴连接器(102)包括同轴金属外壳(1021),所述同轴金属外壳(1021)内嵌到所述矩形波导(101)的左、右侧壁上,同轴金属外壳(1021)内的波导侧壁上形成有通孔,所述通孔内设置有同轴金属内导体(1023),且所述同轴金属内导体(1023)不与所述波导的侧壁接触,所述同轴金属外壳(1021)与同轴金属内导体(1023)之间填充有同轴介质(1022),两个所述同轴连接器(102)上的同轴金属内导体(1023)连成一体且依次穿过所述第一金属脊(1031)、第二金属脊(1032)、第三金属脊(1033)以及第四金属脊(1034)。

3.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述电磁防护结构(105)包括介质板(1052),所述介质板(1052)的背面形成有金属背板(1051),所述介质板(1052)的中心形成有金属化过孔(1052-1),所述金属化过孔(1052-1)内形成有金属柱(1051-1),所述介质板(1052)的正面形成有谐振结构(1053),所述金属柱(1051-1)的上端与所述谐振结构(1053)连接,所述金属柱(1051-1)的下端与所述金属背板(1051)连接。

4.如权利要求3所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述谐振结构(1053)包括设置在所述介质板(1052)正面的外围金属贴片(1053-3),所述外围金属贴片(1053-3)上形成有与类六边形金属贴片(1053-1)相适配的开口,类六边形金属贴片(1053-1)位于所述开口内,且所述类六边形金属贴片(1053-1)不与所述外围金属贴片(1053-3)直接接触,类六边形金属贴片(1053-1)的每条边与外围金属贴片(1053-3)之间设置有一个PIN二极管(1053-2)。

5.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述四棱台喇叭体(2)上下贯通,底部有四棱台底部开孔(201),顶部有四棱台顶部开孔(202)。

6.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述圆柱喇叭体(3)上下贯通,底部有圆柱底部开孔(301),顶部有圆柱顶部开孔(302)。

7.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述圆台喇叭体(4)为上下贯通结构,且下端的直径小于上端的直径,底部有圆台底部开孔(401)、顶部有圆台顶部开孔(402),圆台喇叭体(4)的内设置有波纹结构(403),所述波纹结构(403)包括从下到上间隔设置的第一圆环(403-1)、第二圆环(403-2)、第三圆环(403-3)、第四圆环(403-4)、第五圆环(403-5)以及第六圆环(403-6)。

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【技术特征摘要】

1.一种具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:包括具备电磁防护结构的底座(1),所述底座(1)的上部设置有上、下具有开口的四棱台喇叭体(2),所述四棱台喇叭体(2)的上部设置有上、下具有开口的圆柱喇叭体(3),所述圆柱喇叭体(3)的上部设置有上、下具有开口的圆台喇叭体(4);

2.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述同轴连接器(102)包括同轴金属外壳(1021),所述同轴金属外壳(1021)内嵌到所述矩形波导(101)的左、右侧壁上,同轴金属外壳(1021)内的波导侧壁上形成有通孔,所述通孔内设置有同轴金属内导体(1023),且所述同轴金属内导体(1023)不与所述波导的侧壁接触,所述同轴金属外壳(1021)与同轴金属内导体(1023)之间填充有同轴介质(1022),两个所述同轴连接器(102)上的同轴金属内导体(1023)连成一体且依次穿过所述第一金属脊(1031)、第二金属脊(1032)、第三金属脊(1033)以及第四金属脊(1034)。

3.如权利要求1所述的具备高功率电磁防护功能的喇叭天线,其特征在于:所述电磁防护结构(105)包括介质板(1052),所述介质板(1052)的背面形成有金属背板(1051),所述介质板(1052)的中心形成有金属化过孔(1052-1),所述金属化过孔(1052-1)内形成有金属柱(1051-1),所述介质板(1052)的正面形成有谐振结构(1053),所述金属柱(1051-1)的上端与所述谐振结构(1053)连接,所述金属柱(...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡南刘建睿刘爽赵丽新谢文青
申请(专利权)人:北京星英联微波科技有限责任公司
类型:新型
国别省市:

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