一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線；在超寬帶無線通信系統(tǒng)中，本實用新型實現(xiàn)了與具有相同指標性能收發(fā)天線的小型化問題；本天線能更好的與空間自阻抗377歐姆阻抗進行良好匹配，降低天線的回波損耗，從而實現(xiàn)天線較寬的阻抗帶寬；通過仿真可以發(fā)現(xiàn)，相比于同樣尺寸角錐喇叭天線或者圓錐喇叭天線，本天線能夠?qū)崿F(xiàn)更加令人滿意的9∶1的比帶寬；本天線的工作帶寬為2GHz～18GHz，可用于超寬帶通信系統(tǒng)中作為發(fā)射或接收電磁波的元件。
【專利說明】 一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種超寬帶天線，具體涉及一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇口八天線O
【背景技術(shù)】
[0002]目前，寬帶技術(shù)是無線通信領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向，已經(jīng)成為了國內(nèi)外通信界近年來的熱點問題和研究方向之一。寬帶技術(shù)之所以得到廣泛的關(guān)注，主要是因為其高的傳輸速率，低損耗和大的信息容量等優(yōu)點。寬帶技術(shù)的發(fā)展也使得寬帶天線的設(shè)計變得越來越重要，至今已有多種形式的寬帶天線被提出，并且很多已用于實際工程當(dāng)中。
[0003]如今，超寬帶天線以它優(yōu)越的寬帶特性，已在衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、指揮控制系統(tǒng)、多普勒及其它雷達等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)的角錐喇叭天線或者圓錐喇叭天線，其阻抗特性與天線的尺寸有關(guān)，一方面為了實現(xiàn)低頻特性的改善，往往需要增加天線的尺寸；而實現(xiàn)高頻特性的改善，則需要減小天線的尺寸。同時傳統(tǒng)喇叭天線的工作頻率往往受到喇叭邊界的限制，從而不能有效地實現(xiàn)天線的超寬帶。因此，要獲得具有較寬工作帶寬的小尺寸喇叭天線是較為困難的。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的發(fā)明目的在于:為解決以上問題提供一種具有較寬工作帶寬的小尺寸的具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線。
[0005]本實用新型所采用的的技術(shù)方案是這樣的:
[0006]一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，包括開放邊界的脊片，槽縫結(jié)構(gòu)，階梯金屬塊，楔形金屬塊，圓波導(dǎo)以及饋電同軸線，所述脊片包括三部分:橢圓形狀的弧線，圓弧線，指數(shù)漸變曲線，這三段曲線相互連接共同構(gòu)成脊結(jié)構(gòu)的整體形狀，該脊片有兩對四個，呈十字交叉狀，固定于底部圓波導(dǎo)內(nèi)；槽縫結(jié)構(gòu)是在脊片指數(shù)漸變曲線部中間部分挖開的一槽縫；階梯金屬塊和楔形金屬塊是在圓波導(dǎo)內(nèi)部鑲嵌在一起的結(jié)構(gòu)；所述饋電同軸線有兩根，其連續(xù)穿過圓波導(dǎo)，楔形金屬塊，階梯金屬塊，在脊片下部成上下十字交叉但不重疊；所述的脊片，槽縫結(jié)構(gòu)，階梯金屬塊，楔形金屬塊，以及饋電同軸線是處在位于同一平面上的一對脊片上，與該對脊片相互正交的另一對脊片上同樣也有上述結(jié)構(gòu)。
[0007]進一步地,脊片框架的厚度是3.5mm。
[0008]進一步地，槽縫結(jié)構(gòu)的寬度為1mm。
[0009]進一步地，饋電同軸線是直徑為0.5mm的細同軸線。
[0010]進一步地，處于同一平面上的兩個脊片間距最小處為0.8mm，遠離圓波導(dǎo)的饋電同軸線所在脊片，相比于靠近圓波導(dǎo)的饋電同軸線所在的脊片下方短1mm。
[0011]綜上所述，由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0012]1、本發(fā)明的具有開放邊界的雙極化喇叭天線，避免了傳統(tǒng)的以往角錐或圓錐喇叭天線的工作頻率對喇叭邊界的依賴性，實現(xiàn)了更寬頻帶天線的設(shè)計；[0013]2、天線的脊片結(jié)構(gòu)口徑處為圓弧形狀，能更好的與空間自阻抗377歐姆阻抗進行良好匹配，降低了天線的回波損耗，從而實現(xiàn)天線較寬的阻抗帶寬；
[0014]3、在整個工作頻帶內(nèi)(2GHz?18GHz)本天線能實現(xiàn)VSWR < 2。本天線為雙線性極化天線，兩個端口可同時工作，隔離度保持在40dB以上，可以在某些測試領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工作效率大大的提聞。
[0015]4、本天線的工作帶寬為2GHz?18GHz，可用于超寬帶通信系統(tǒng)中作為發(fā)射或接收電磁波的元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的主視圖；
[0017]圖2為本實用新型的俯視圖；
[0018]圖3天線在2GHz?18GHz的駐波比(VSffR)圖；
[0019]圖4天線在2GHz?18GHz增益變化圖；
[0020]圖5天線在2GHz E/Η面方向圖；
[0021]圖6天線在6GHzE/H面方向圖；
[0022]圖7天線在1GHz E/Η面方向圖；
[0023]圖8天線在14GHz E/Η面方向圖；
[0024]圖9天線在18GHz E/Η面方向圖。
[0025]圖中標記:1、脊片，12、弧線，13、圓弧線，14、指數(shù)漸變曲線，2、槽縫結(jié)構(gòu)，3、階梯金屬塊，4、楔形金屬塊，5、圓波導(dǎo)，6、饋電同軸線。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0027]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0028]如圖1、2所示，一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，包括開放邊界的脊片1，槽縫結(jié)構(gòu)2，階梯金屬塊3，楔形金屬塊4，圓波導(dǎo)5以及饋電同軸線圖6，所述脊片I包括三部分:橢圓形狀的弧線12，圓弧線13，指數(shù)漸變曲線14，這三段曲線相互連接共同構(gòu)成脊結(jié)構(gòu)的整體形狀，該脊片I有兩對四個，呈十字交叉狀，固定于底部圓波導(dǎo)5內(nèi)；槽縫結(jié)構(gòu)2是在脊片I指數(shù)漸變曲線14部中間部分挖開的一槽縫；階梯金屬塊3和楔形金屬塊4是在圓波導(dǎo)5內(nèi)部鑲嵌在一起的結(jié)構(gòu)；所述饋電同軸線6有兩根，其連續(xù)穿過圓波導(dǎo)5，楔形金屬塊4，階梯金屬塊3，在脊片I下部成上下十字交叉但不重疊；所述的脊片1，槽縫結(jié)構(gòu)2，階梯金屬塊3，楔形金屬塊4，以及饋電同軸線6是處在位于同一平面上的一對脊片I上，與該對脊片I相互正交的另一對脊片I上同樣也有上述結(jié)構(gòu)。
[0029]所述脊片I框架的厚度是3.5mm。
[0030]所述槽縫結(jié)構(gòu)2的寬度為1mm。
[0031]所述饋電同軸線6是直徑為0.5mm的細同軸線。
[0032]處于同一平面上的兩個脊片I間距最小處為0.8mm，遠離圓波導(dǎo)5的饋電同軸線6所在脊片1，相比于靠近圓波導(dǎo)的饋電同軸線6所在的脊片I下方短1mm，有助于饋電同軸線的延伸。
[0033]為實現(xiàn)天線超寬帶，將四片脊片I相距較近的位置設(shè)計成45°的尖劈結(jié)構(gòu)，以縮小位于同一平面上的兩片脊片I的距離，從而實現(xiàn)天線的超寬帶。
[0034]如圖3?9所示,經(jīng)過仿真優(yōu)化測試得到的天線性能結(jié)果如下:在2GHz?18GHz內(nèi)駐波比VSWR < 2 ;隔離度大于40dB ;工作頻帶內(nèi)天線的方向圖保持穩(wěn)定；增益在5dBi以上，并基本呈單調(diào)遞增趨勢。
[0035]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，其特征在于:包括開放邊界的脊片(I)，槽縫結(jié)構(gòu)(2)，階梯金屬塊(3)，楔形金屬塊(4)，圓波導(dǎo)(5)以及饋電同軸線(6)，所述脊片⑴包括三部分:橢圓形狀的弧線(12)，圓弧線(13)，指數(shù)漸變曲線(14)，這三段曲線相互連接共同構(gòu)成脊結(jié)構(gòu)的整體形狀，該脊片(I)有兩對四個，呈十字交叉狀，固定于底部圓波導(dǎo)(5)內(nèi)；槽縫結(jié)構(gòu)(2)是在脊片(I)指數(shù)漸變曲線(14)部中間部分挖開的一槽縫；階梯金屬塊(3)和楔形金屬塊(4)是在圓波導(dǎo)(5)內(nèi)部鑲嵌在一起的結(jié)構(gòu)；所述饋電同軸線(6)有兩根，其均連續(xù)穿過圓波導(dǎo)(5)，楔形金屬塊(4)，階梯金屬塊(3)，在脊片(I)下部成上下十字交叉但不重疊；所述的脊片(I)，槽縫結(jié)構(gòu)(2)，階梯金屬塊(3)，楔形金屬塊(4)以及饋電同軸線(6)是處在位于同一平面上的一對脊片(I)上，與該對脊片(I)相互正交的另一對脊片(I)上同樣也有上述結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，其特征在于:脊片(I)框架的厚度是3.5_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，其特征在于:槽縫結(jié)構(gòu)(2)的寬度為1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，其特征在于:饋電同軸線(6)是直徑為0.5mm的細同軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有開放邊界的超寬帶雙極化喇叭天線，其特征在于:處于同一平面上的兩個脊片⑴間距最小處為0.8mm，遠離圓波導(dǎo)(5)的饋電同軸線(6)所在脊片(I)，相比于靠近圓波導(dǎo)的饋電同軸線(6)所在的脊片⑴下端短1mm。
【文檔編號】H01Q13/02GK203826560SQ201420200447
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】邱景輝, 石憲慶, 張鵬宇 申請人:常州吉赫射頻電子技術(shù)有限公司