高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及陣列天線領域，尤其涉及一種高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線。
【背景技術】
[0002]隨著全球經濟和信息化的高速發(fā)展，移動衛(wèi)星通信的應用廣泛，在移動載體上隨時隨地與衛(wèi)星通信，也已成為軍民兩用應急通信、實時通信的迫切需求。動中通天線是根據(jù)在快速移動中保持衛(wèi)星通信信號平穩(wěn)不間斷的使用需求設計能在多種惡劣天氣及顛簸路況下使用，可在車輛快速移動中實現(xiàn)長時間、大區(qū)域、不間斷的高速語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息傳輸，充分滿足應急通信保障高標準、高可靠性的要求，可廣泛用于新聞采集、應急指揮等諸多領域。動中通天線的關鍵是具備低剖面，即通過使用小口徑的天線，實現(xiàn)最優(yōu)的天線性能，從而滿足動中通通信的需要。傳統(tǒng)的動中通平板天線射頻組件較多、成本較高、饋電網絡設計復雜、尺寸較大，因此設計一個具有更緊湊結構的動中通天線極具研宄前景和實用意義。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及的缺陷，提供一種高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，包含饋電網絡和mXn的輻射單元陣列；
所述饋電網絡包含I根第一標準波導和m根第二標準波導，其中所述第一標準波導上設有m個縫隙，所述第二標準波導上設有η個縫隙；
所述m根第二標準波導通過所述m個縫隙與第一標準波導實現(xiàn)能量耦合；
所述mXn的福射單元陣列包含mXn個喇機天線；
所述mXn個喇叭天線與第二標準波導上的mXn個縫隙一一對應設置，實現(xiàn)與饋電網絡的能量耦合。
[0005]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述mXn個喇叭天線均工作在Ku波段。
[0006]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述mXn個喇叭天線的喇叭口徑面均在同一個平面內，成網格狀分布。
[0007]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述m根第二標準波導上的縫隙呈泰勒分布。
[0008]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述輻射單元陣列采用9X9的輻射單元陣列。
[0009]通過設置所有波導縫隙之間的位置分布如泰勒分布等，就可以用來降低駐波比和旁瓣電平。通過mXn個波導縫隙的耦合實現(xiàn)對每個喇叭天線進行饋電，由于縫隙的電場方向和喇叭口需要的主模電場方向相同，可以實現(xiàn)較高的耦合效率。
[0010]本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:
1.高增益、低損耗；
2.饋電系統(tǒng)簡單；
3.體積小、加工方便、容易裝配。
【附圖說明】
[0011]圖1是高增益波導縫隙耦合喇叭陣列平板天線的三維示意圖；
圖2是單個輻射單元的三維示意圖；
圖3是饋電網絡的三維示意圖；
圖4是饋電端口波導的三維示意圖；
圖5是駐波比參數(shù)的仿真曲線圖；
圖6是天線的E面增益仿真曲線圖；
圖7是天線的H面增益仿真曲線圖；
圖8是天線的交叉極化仿真曲線圖。
[0012]圖中，1-饋電網絡，2-輻射單元，3-饋電端口，4-波導縫隙。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發(fā)明公開了一種高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，包含饋電網絡和mXn的輻射單元陣列；
所述饋電網絡包含I根第一標準波導和m根第二標準波導，其中所述第一標準波導上設有m個縫隙，所述第二標準波導上設有η個縫隙；
所述m根第二標準波導通過所述m個縫隙與第一標準波導實現(xiàn)能量耦合；
所述mXn的福射單元陣列包含mXn個喇機天線；
所述mXn個喇叭天線與第二標準波導上的mXn個縫隙一一對應設置，實現(xiàn)與饋電網絡的能量耦合。
[0014]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述mXn個喇叭天線均工作在Ku波段。
[0015]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述mXn個喇叭天線的喇叭口徑面均在同一個平面內，成網格狀分布。
[0016]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述m根第二標準波導上的縫隙呈泰勒分布。
[0017]作為本發(fā)明高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線進一步的優(yōu)化方案，所述輻射單元陣列采用9X9的輻射單元陣列。
[0018]通過設置所有波導縫隙之間的位置分布如泰勒分布等，就可以用來降低駐波比和旁瓣電平。通過mXn個波導縫隙的耦合實現(xiàn)對每個喇叭天線進行饋電，由于縫隙的電場方向和喇叭口需要的主模電場方向相同，可以實現(xiàn)較高的耦合效率。
[0019]下面以9X9高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線為例:
如圖1所示，天線由饋電網絡和9X9的輻射陣列組成。
[0020]單個輻射單元為如圖2所示的中心工作頻率為15GHz的喇叭。
[0021]饋電網絡如圖3所示，其中波導用BJ-140的標準波導，在上面開9個縫隙，每個縫隙的間距為2個波導波長。
[0022]饋電端口波導如圖4所示。
[0023]圖5為駐波比參數(shù)的仿真曲線圖，從圖中可以看到在14.92GHz到15.07GHz這個帶寬內駐波小于2。
[0024]圖6為天線的E面增益仿真曲線圖，從圖中可知增益為35.33dB。
[0025]圖7為天線的H面增益仿真曲線圖，從圖中可知增益為35.33dB。
[0026]圖8為天線的交叉極化仿真曲線圖，從圖中可知交叉極化為_70dB。
[0027]波導縫隙陣列天線具有饋電結構簡單、效率高、損耗小的特點，而喇叭天線具有結構簡單、方向圖易控制的特點。為實現(xiàn)緊湊型動中通天線，在本專利中將這二者進行了有機的結合，喇叭陣列天線的饋電采用與波導縫隙耦合的方式實現(xiàn)，提出了一個用于衛(wèi)星動中通的mXn的喇叭陣列天線。該天線不僅具有高增益和一定的頻帶寬度，而且還具有體積小、加工方便、組裝簡單的優(yōu)點。
【主權項】
1.高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，其特征在于，包含饋電網絡和mXn的輻射單元陣列； 所述饋電網絡包含I根第一標準波導和m根第二標準波導，其中所述第一標準波導上設有m個縫隙，所述第二標準波導上設有η個縫隙； 所述m根第二標準波導通過所述m個縫隙與第一標準波導實現(xiàn)能量耦合； 所述mXn的福射單元陣列包含mXn個喇機天線； 所述mXn個喇叭天線與第二標準波導上的mXn個縫隙一一對應設置，實現(xiàn)與饋電網絡的能量耦合。
2.根據(jù)權利要求1所述的高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，其特征在于，所述mXn個喇叭天線均工作在Ku波段。
3.根據(jù)權利要求1所述的高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，其特征在于，所述mXn個喇叭天線的喇叭口徑面均在同一個平面內，成網格狀分布。
4.根據(jù)權利要求1所述的高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，其特征在于，所述m根第二標準波導上的縫隙呈泰勒分布。
5.根據(jù)權利要求1所述的高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，其特征在于，所述輻射單元陣列采用9X9的輻射單元陣列。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高增益波導縫隙耦合喇叭陣列天線，包含饋電網絡和m×n的輻射單元陣列。m×n的輻射單元陣列包含工作在Ku波段的m×n個喇叭天線，所有的喇叭口徑面均在同一個平面內，成網格狀分布。饋電網絡由m+1根標準波導組成，在其中1根波導上開m個縫隙與另外m根波導實現(xiàn)能量耦合，再在這m根波導上每根開有n個縫隙實現(xiàn)與輻射單元陣列的能量耦合。本發(fā)明高增益、低損耗，饋電系統(tǒng)簡單，且體積小、加工方便、容易裝配。
【IPC分類】H01Q13-02, H01Q21-06
【公開號】CN104577346
【申請?zhí)枴緾N201510009870
【發(fā)明人】于兵, 陳曉曄, 楊斐, 許準, 夏寒
【申請人】南京信息工程大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月9日