本发明专利技术公开了一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统，包括由平衡变换器、指数TEM喇叭、副反射板和抛物面构成，本发明专利技术的平衡变换器一端接脉冲源的同轴馈线，一端与TEM喇叭组合馈源相连接。平衡变换器完成不对称的同轴馈线到对称指数TEM喇叭的馈电，以保持天馈系统的平衡性；同时平衡变换器兼有阻抗变换的作用。通过对指数TEM喇叭极板高度和宽度的渐变，相应增加了极板长度，改善了喇叭的低频和高频特性，抑制了喇叭中TE、TM模的产生；副反射板与指数TEM喇叭一起，将喇叭的前向辐射转为后向辐射；通过优化设计超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线各部分结构参数，可得到天线最大辐射增益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波电子学领域，具体涉及一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统。
技术介绍
在超宽谱冲击脉冲反射面天线设计中，由于源信号低频成份较多，馈源喇叭方向图主瓣较宽，因此一般采用前馈反射面天线方式。前馈反射面天线设计中，一般馈线较长，馈线损耗较大，并且在工程上不利于实现天线的方位旋转和俯仰。馈源TEM喇叭与高功率脉冲同轴传输线之间的平衡变换器的设计，常用的有两种方式，其一是点接触式，直接将同轴结构的内芯与 Μ喇叭天线的极板相联，尽可能缩小馈 点尺寸和同轴内芯末端尺寸，同轴结构的外筒与TEM喇叭的地平板相连；其二是渐变式，同轴结构外筒逐渐开口过渡到TEM喇叭地平板，同轴内芯由圆柱逐渐过渡到TEM喇叭平面极板。第一种方式的优点是过渡结构较为紧凑，对于功率较小的瞬态脉冲辐射较为合适，但随着脉冲源功率的提高，同轴传输线结构尺寸的增大，平板结构尺寸也相应增大，从而引入了高次模，降低了传输效率。已有很多国内外资料研究过指数TEM喇叭的优点，一般观点认为指数天线是改进型TEM喇叭天线，标准的TEM喇叭天线是恒阻抗天线，在辐射瞬态脉冲时，脉冲在喇叭极板末端因与空气特性阻抗不匹配产生反射；而指数天线是一种变阻抗喇叭天线，其喇叭馈入端和末端分别与脉冲功率源输出阻抗以及空气特性阻抗377 Ω相匹配，这样天线的辐射波形畸变较小，反射也较小。有文献研究表明指数TEM喇叭能大大缩减喇叭尺寸，改善喇叭的辐射特性，因为在相同的喇叭长度下，指数TEM喇叭弯曲的极板，相应增加了极板长度，改善了喇叭的低频和高频特性；指数TEM喇叭可抑制TE、TM模的产生。根据平板传输线原理，平板传输线的主模是准TEM波，当平板宽度较大时，将激励起TE模；当平板间距较大时，将激励起TM模。无论是TE或TM模，对喇叭的辐射均是有害的。数值模拟和实验结果表明，指数TEM喇叭辐射特性的改善主要归功于沿喇叭高度方向的极板高度指数变化，对TEM喇叭宽度方向的指数变化对喇叭轴上辐射场的幅度影响不大，但影响喇叭的H面方向图。
技术实现思路
为了克服上述超宽谱前馈冲击脉冲反射面辐射天线馈线损耗大、不利于实现方位旋转和俯仰的问题，本专利技术提供一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统，能够实现由从抛物面锅底馈入脉冲信号，馈线长度较短、整个系统结构紧凑。超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线由平衡变换器、指数TEM喇叭、副反射板以及抛物面构成。馈线同轴结构经平衡变换器与TEM喇叭组合馈源相联。同轴馈线从抛物面锅底穿出。本专利技术的一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统，其特点是，所述的天线系统包括抛物面、平衡变换器、指数TEM喇叭、副反射板；来自同轴传输线的超宽谱脉冲信号经平衡变换器、指数TEM喇叭照射到副反射板上，再经副反射板的反射最后照射到抛物面上，从而实现超宽谱信号后馈式辐射；超宽谱脉冲信号由平衡变换器实现超宽谱信号由非平衡的同轴TEM模式到平衡的平板TEM模式的变换，同时实现同轴结构阻抗到平板结构阻抗的匹配；其中，平衡变换器采用渐变式结构，同轴结构外导体纵向切口，切口张角随长度按线性规律从O度变换到180度；指数TEM喇叭极板的高度和宽度按照公式(I)所示规律变化权利要求1.一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统，其特征在于所述的天线系统包括抛物面(I)、平衡变换器(2)、指数TEM喇叭(3)、副反射板(4);来自同轴传输线的超宽谱脉冲信号经平衡变换器(2 )、指数TEM喇叭(3 )照射到副反射板(4 )上，再经副反射板(4 )的反射最后照射到抛物面(I)上，从而实现超宽谱信号后馈式辐射；超宽谱脉冲信号由平衡变换器实现超宽谱信号由非平衡的同轴TEM模式到平衡的平板TEM模式的变换，同时实现同轴结构阻抗到平板结构阻抗的匹配；其中，平衡变换器采用渐变式结构，同轴结构外导体纵向切口，切口张角随长度按线性规律从O度变换到180度；指数TEM喇叭极板的高度和宽度按照公式(I)所示规律变化2.根据权利要求I所述的超宽谱后馈冲击脉冲天线系统，其特征在于所述的平衡变换器长度为450mm，指数TEM喇叭长度为125mm，高度为175mm、宽度为150mm、副反射板与喇叭口面之间的距离为100mm，副反射面的尺寸为抛物面口径的1/7。3.根据权利要求I所述的超宽谱后馈冲击脉冲天线系统，其特征在于所述的抛物面焦径比为O. 4，抛物面焦距与TEM喇叭相心关于副反射面对称。全文摘要本专利技术公开了一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统，包括由平衡变换器、指数TEM喇叭、副反射板和抛物面构成，本专利技术的平衡变换器一端接脉冲源的同轴馈线，一端与TEM喇叭组合馈源相连接。平衡变换器完成不对称的同轴馈线到对称指数TEM喇叭的馈电，以保持天馈系统的平衡性；同时平衡变换器兼有阻抗变换的作用。通过对指数TEM喇叭极板高度和宽度的渐变，相应增加了极板长度，改善了喇叭的低频和高频特性，抑制了喇叭中TE、TM模的产生；副反射板与指数TEM喇叭一起，将喇叭的前向辐射转为后向辐射；通过优化设计超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线各部分结构参数，可得到天线最大辐射增益。文档编号H01Q19/19GK102891364SQ20121031132公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日专利技术者廖勇, 谢平, 陈志刚, 徐刚, 陆巍, 扬周炳, 孟凡宝 申请人:中国工程物理研究院应用电子学研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超宽谱后馈冲击脉冲反射面天线系统，其特征在于：所述的天线系统包括抛物面(1)、平衡变换器(2)、指数TEM喇叭(3)、副反射板（4）；来自同轴传输线的超宽谱脉冲信号经平衡变换器（2）、指数TEM喇叭（3）照射到副反射板（4）上，再经副反射板（4）的反射最后照射到抛物面（1）上，从而实现超宽谱信号后馈式辐射；超宽谱脉冲信号由平衡变换器实现超宽谱信号由非平衡的同轴TEM模式到平衡的平板TEM模式的变换，同时实现同轴结构阻抗到平板结构阻抗的匹配；其中，平衡变换器采用渐变式结构，同轴结构外导体纵向切口，切口张角随长度按线性规律从0度变换到180度；指数TEM喇叭极板的高度和宽度按照公式（1）所示规律变化：？？？？？？？（1）？？其中Hf？和Wf分别表示指数TEM喇叭馈入口的高度和宽度，Hf和Wf分别表示指数TEM喇叭口径面的高度和宽度，指数TEM喇叭长度沿Z轴方向。779431dest_path_image001.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖勇，谢平，陈志刚，徐刚，陆巍，扬周炳，孟凡宝，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：
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