一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，包括喇叭輻射器端口、喇叭輻射器側(cè)壁、喇叭輻射器饋電端口、波導(dǎo)正交模耦合器、第一調(diào)諧塊、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口、側(cè)壁波導(dǎo)、第二調(diào)諧塊、方波導(dǎo)底面饋電端口、彎波導(dǎo)、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊。本發(fā)明通過喇叭輻射器端口和喇叭輻射器側(cè)壁組成的喇叭輻射器結(jié)構(gòu)使得耦合進來的電磁場分布更加均勻，進而實現(xiàn)了高口徑效率的喇叭輻射器。
【專利說明】一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，可用作Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)地面端的靜中通、動中通系統(tǒng)前端，屬于微波天線【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用Ka頻段的衛(wèi)星通信技術(shù)擁有其他頻段不具備的優(yōu)勢，如相比于傳統(tǒng)的Ku頻段通信衛(wèi)星，Ka頻段衛(wèi)星能夠支持的通信節(jié)點數(shù)量遠遠大于Ku頻段。而且，Ka頻段通信衛(wèi)星具有4倍于Ku頻段衛(wèi)星的通信帶寬。工作于K a頻段的通信衛(wèi)星采用點波束后，單個點波束能夠覆蓋250km?100km半徑的區(qū)域，能夠提供10?25倍的頻率復(fù)用，能夠支持更小巧的終端設(shè)備。因此，一顆Ka頻段通信衛(wèi)星具備相當(dāng)于20?30顆普通通信衛(wèi)星的能力。
[0003]應(yīng)用于衛(wèi)星通信天線陣列的傳統(tǒng)天線單元一般不具備較高的口徑效率，其口徑場的分布受制于天線形式，難以大幅度提高。本發(fā)明通過對喇叭輻射器進行改進，同時在其饋電系統(tǒng)中對喇叭內(nèi)的場分部做了一定程度上的優(yōu)化，使其具有高口徑效率，更適用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，本發(fā)明通過喇叭輻射器端口和喇叭輻射器側(cè)壁組成的喇叭輻射器結(jié)構(gòu)使得耦合進來的電磁場分布更加均勻，進而實現(xiàn)了高口徑效率的喇叭輻射器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器包括:喇叭輻射器端口、喇叭輻射器側(cè)壁、喇叭輻射器饋電端口、波導(dǎo)正交模耦合器、第一調(diào)諧塊、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口、側(cè)壁波導(dǎo)、第二調(diào)諧塊、方波導(dǎo)底面饋電端口、彎波導(dǎo)、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊；
[0007]喇叭輻射器端口位于喇叭輻射器側(cè)壁的前段；喇叭輻射器饋電端口的一端與喇叭輻射器側(cè)壁的后端相連；喇叭輻射器饋電端口的另一端與波導(dǎo)正交模耦合器的一端相連；
[0008]第一調(diào)諧塊位于波導(dǎo)正交模耦合器內(nèi)；緊貼在波導(dǎo)正交模耦合器與喇叭輻射器饋電端口相連一端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁內(nèi)表面；
[0009]第一調(diào)諧塊所在的波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁的對側(cè)壁與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口的一端相連；波導(dǎo)正交模耦合器與喇叭輻射器饋電端口相連一端的對側(cè)端與方波導(dǎo)底面饋電端口的一端相連；
[0010]側(cè)壁波導(dǎo)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口的另一端相連用于通過方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口為波導(dǎo)正交模耦合器饋電；側(cè)壁波導(dǎo)寬邊所在平面平行于波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁所在平面；
[0011]第二調(diào)諧塊緊貼在側(cè)壁波導(dǎo)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口相連端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及側(cè)壁波導(dǎo)輸入端口的對側(cè)端的內(nèi)表面；第二調(diào)諧塊長度與側(cè)壁直波導(dǎo)的寬邊長度相同；
[0012]彎波導(dǎo)為彎折波導(dǎo)；彎波導(dǎo)與方波導(dǎo)底面饋電端口的另一端相連用于通過方波導(dǎo)底面饋電端口為波導(dǎo)正交模耦合器饋電；彎波導(dǎo)窄邊所在的平面與波導(dǎo)正交模耦合器的側(cè)壁所在平面垂直；
[0013]彎波導(dǎo)調(diào)諧塊為立方體結(jié)構(gòu)，緊貼彎波導(dǎo)的彎折處的內(nèi)表面，彎波導(dǎo)調(diào)諧塊底面緊貼彎波導(dǎo)的底面，調(diào)諧塊的一頂角與彎波導(dǎo)的一個底角重合。
[0014]所述喇叭輻射器端口為具有一定厚度的導(dǎo)體薄片連接組成的立方體結(jié)構(gòu)。
[0015]所述喇叭輻射器饋電端口、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口、方波導(dǎo)底面饋電端口為方形端口，高度為1mm。
[0016]所述喇叭輻射器側(cè)壁、喇叭輻射器饋電端口、波導(dǎo)正交模耦合器的中心對稱線重八口 ο
[0017]所述波導(dǎo)正交模耦合器為截面為方形的長方體波導(dǎo)；第一調(diào)諧塊長度與波導(dǎo)正交模耦合器的方形截面邊長相同。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0019](I)本發(fā)明通過喇叭輻射器端口和喇叭輻射器側(cè)壁組成的喇叭輻射器結(jié)構(gòu)使得耦合進來的電磁場分布更加均勻，進而實現(xiàn)了高口徑效率的喇叭輻射器，本發(fā)明喇叭輻射器的口徑效率能夠在較寬的頻帶內(nèi)達到85 %，遠遠使得天線輻射口面的效率高于傳統(tǒng)的拋物面、平板衛(wèi)星通信天線。
[0020](2)本發(fā)明通過采用新穎簡單的方波導(dǎo)正交模耦合器以及多個調(diào)諧塊，省略了傳統(tǒng)正交模耦合器中的電感、膜片等結(jié)構(gòu)，使得加工難度、成本均有大幅度降低，實用性更強，可以適用于各種復(fù)雜的安裝環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理和工作過程做進一步解釋和說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器包括:喇叭輻射器端口 1、喇叭輻射器側(cè)壁2、喇叭輻射器饋電端口 3、波導(dǎo)正交模耦合器4、第一調(diào)諧塊5、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6、側(cè)壁波導(dǎo)7、第二調(diào)諧塊8、方波導(dǎo)底面饋電端口 9、彎波導(dǎo)10、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊11 ;
[0024]喇叭輻射器端口 I位于喇叭輻射器側(cè)壁2的前段；喇叭輻射器饋電端口 3的一端與喇叭輻射器側(cè)壁2的后端相連；喇叭輻射器饋電端口 3的另一端與波導(dǎo)正交模耦合器4的一端相連；喇叭輻射器端口 I為具有一定厚度的導(dǎo)體薄片連接組成的立方體結(jié)構(gòu)。喇叭輻射器饋電端口 3、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6、方波導(dǎo)底面饋電端口 9為方形端口，高度為1mm。波導(dǎo)正交模稱合器4為截面為方形的長方體波導(dǎo)；
[0025]第一調(diào)諧塊5位于波導(dǎo)正交模稱合器4內(nèi)；緊貼在波導(dǎo)正交模稱合器4與喇機福射器饋電端口 3相連一端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁內(nèi)表面；第一調(diào)諧塊5長度與波導(dǎo)正交模耦合器4的方形截面邊長相同。
[0026]第一調(diào)諧塊5所在的波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁的對側(cè)壁與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口6的一端相連；波導(dǎo)正交模稱合器4與喇ΠΛ福射器饋電端口 3相連一端的對側(cè)端與方波導(dǎo)底面饋電端口9的一端相連；
[0027]側(cè)壁波導(dǎo)7與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6的另一端相連用于通過方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口6為波導(dǎo)正交模耦合器4饋電；側(cè)壁波導(dǎo)7寬邊所在平面平行于波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁所在平面；
[0028]第二調(diào)諧塊8緊貼在側(cè)壁波導(dǎo)7與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 6相連端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及側(cè)壁波導(dǎo)7輸入端口的對側(cè)端的內(nèi)表面；第二調(diào)諧塊8長度與側(cè)壁直波導(dǎo)7的寬邊長度相同；
[0029]彎波導(dǎo)10為彎折波導(dǎo)；彎波導(dǎo)10與方波導(dǎo)底面饋電端口 9的另一端相連用于通過方波導(dǎo)底面饋電端口 9為波導(dǎo)正交模耦合器4饋電；彎波導(dǎo)10窄邊所在的平面與波導(dǎo)正交模耦合器4的側(cè)壁所在平面垂直；
[0030]彎波導(dǎo)調(diào)諧塊11為立方體結(jié)構(gòu)，緊貼彎波導(dǎo)10的彎折處的內(nèi)表面，彎波導(dǎo)調(diào)諧塊11底面緊貼彎波導(dǎo)10的底面，調(diào)諧塊11的一頂角與彎波導(dǎo)的一個底角重合。
[0031]喇叭輻射器側(cè)壁2、喇叭輻射器饋電端口 3、波導(dǎo)正交模耦合器4的中心對稱線重八口 ο
[0032]本發(fā)明的具體工作原理和工作過程如下:
[0033]本發(fā)明的喇叭輻射器可以工作于兩種極化模式。當(dāng)工作于模式一時，電磁能量從輸入波導(dǎo)7進入，通過饋電端口 6將電磁能量傳輸進入方波導(dǎo)正交模耦合器4，再由饋電端口 3將電磁能量傳輸進入喇叭輻射器2。在這個過程中，方波導(dǎo)4中的電磁能量由于極化隔離，不會進入饋電端口 9。當(dāng)工作于模式二時，電磁能量從輸入波導(dǎo)10進入，通過饋電端口9將電磁能量傳輸進入方波導(dǎo)正交模耦合器4，再由饋電端口 3將電磁能量傳輸進入喇叭輻射器2。在這個過程中，方波導(dǎo)4中的電磁能量由于極化隔離，不會進入饋電端口 6。當(dāng)喇叭輻射器入于接收狀態(tài)時，以上過程可逆。
[0034]以上所述，僅為本發(fā)明最佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易得出的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0035]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特征在于包括:喇叭輻射器端口(I)、喇叭輻射器側(cè)壁(2)、喇叭輻射器饋電端口(3)、波導(dǎo)正交模耦合器(4)、第一調(diào)諧塊(5)、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口￠)、側(cè)壁波導(dǎo)(7)、第二調(diào)諧塊(8)、方波導(dǎo)底面饋電端口(9)、彎波導(dǎo)(10)、彎波導(dǎo)調(diào)諧塊(11)； 喇叭輻射器端口(I)位于喇叭輻射器側(cè)壁(2)的前段；喇叭輻射器饋電端口(3)的一端與喇叭輻射器側(cè)壁(2)的后端相連；喇叭輻射器饋電端口(3)的另一端與波導(dǎo)正交模耦合器(4)的一端相連； 第一調(diào)諧塊(5)位于波導(dǎo)正交模耦合器(4)內(nèi)；緊貼在波導(dǎo)正交模耦合器(4)與喇叭輻射器饋電端口(3)相連一端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁內(nèi)表面； 第一調(diào)諧塊(5)所在的波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁的對側(cè)壁與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)的一端相連；波導(dǎo)正交模I禹合器(4)與喇機福射器饋電端口3相連一端的對側(cè)端與方波導(dǎo)底面饋電端口(9)的一端相連； 側(cè)壁波導(dǎo)(7)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)的另一端相連用于通過方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)為波導(dǎo)正交模耦合器(4)饋電；側(cè)壁波導(dǎo)(7)寬邊所在平面平行于波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁所在平面；第二調(diào)諧塊(8)緊貼在側(cè)壁波導(dǎo)(7)與方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口(6)相連端的對側(cè)端的內(nèi)表面以及側(cè)壁波導(dǎo)(7)輸入端口的對側(cè)端的內(nèi)表面；第二調(diào)諧塊(8)長度與側(cè)壁直波導(dǎo)(7)的寬邊長度相同； 彎波導(dǎo)(10)為彎折波導(dǎo)；彎波導(dǎo)(10)與方波導(dǎo)底面饋電端口(9)的另一端相連用于通過方波導(dǎo)底面饋電端口(9)為波導(dǎo)正交模耦合器(4)饋電；彎波導(dǎo)(10)窄邊所在的平面與波導(dǎo)正交模耦合器(4)的側(cè)壁所在平面垂直； 彎波導(dǎo)調(diào)諧塊(11)為立方體結(jié)構(gòu)，緊貼彎波導(dǎo)(10)的彎折處的內(nèi)表面，彎波導(dǎo)調(diào)諧塊(II)底面緊貼彎波導(dǎo)(10)的底面，調(diào)諧塊(11)的一頂角與彎波導(dǎo)的一個底角重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特征在于:所述喇叭輻射器端口(I)為具有一定厚度的導(dǎo)體薄片連接組成的立方體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特征在于:所述喇叭輻射器饋電端口(3)、方波導(dǎo)側(cè)壁饋電端口 ￠)、方波導(dǎo)底面饋電端口(9)為方形端口，高度為1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特征在于:所述喇叭輻射器側(cè)壁(2)、喇叭輻射器饋電端口(3)、波導(dǎo)正交模耦合器(4)的中心對稱線重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Ka頻段平板陣列天線的喇叭輻射器，其特征在于:所述波導(dǎo)正交模耦合器(4)為截面為方形的長方體波導(dǎo)；第一調(diào)諧塊(5)長度與波導(dǎo)正交模耦合器(4)的方形截面邊長相同。
【文檔編號】H01Q13/02GK104201478SQ201410412633
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】史永康, 李鵬飛, 陳劍, 劉昊 申請人:北京遙測技術(shù)研究所, 航天長征火箭技術(shù)有限公司