加載脊喇叭相控陣天線單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信、測控領域中的一種加載脊喇叭相控陣天線單元，本發明較適合應用于要求寬帶、寬角波束掃描的通信、測控相控陣天線射頻系統中。
【背景技術】
[0002]目前在通信、測控系統中寬帶天線單元形式主要有以下幾種結構形式，在性能上雖各有特點，但均存在某種不足。
[0003]1、傘形印刷天線:該形式天線形式可實現40%左右的帶寬，可作為相控陣掃描的輻射單元，但無法滿足倍頻的帶寬。
[0004]2、Vivaldi印刷寬帶天線:該形式天線可實現幾個倍頻的帶寬，天線厚度較薄，較適合于應用在一維波束掃描的相控陣天線系統，但由于介質板的饋線損耗會導致天線的福射效率下降，并存在饋線的寄生輻射效應，陣中互耦較大，介質結構需采用輔助件加以固定，在惡劣的工作環境下可靠性較差。
[0005]3、封閉式加脊喇叭，該形式為傳統的寬帶天線形式，它的特點是工作帶寬在幾個倍頻以上，方向圖定向性較好，極化純度相對較高，廣泛應用在寬帶標校系統中，由于其封閉喇叭口的尺寸較大，并不適用于相控陣天線系統中，天線輻射的方向圖波束寬度較窄，波束掃描增益掃描下降較快。
【發明內容】
。
[0006]本發明的目的在于避免上述【背景技術】中的不足之處而提供一種加載脊喇叭相控陣天線單元結構，本發明的特點是，阻抗帶寬寬，波束寬度寬，結構緊湊，可實現相控陣天線系統的的寬帶、寬角掃描。
[0007]本發明是這樣實現的:
[0008]—種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對脊臂2、設置在脊臂上的調配孔3、背腔4和SMA饋電接插件5，脊臂2由內曲面6和外曲面9圍合而成，其特征在于:在外曲面9的外側設置有一個彎折狀的加載臂1，加載臂I的一端與脊臂2的頂端相接，加載臂I的另一端為自由端，與脊臂2頂端相接的加載臂I 一端為加載臂I的頂端。
[0009]其中，所述加載臂的彎折處的角度為90°。
[0010]其中，在背腔4內的底板的幾何中心位置固定設置有一個十字調配塊7。
[0011]本發明的【背景技術】比較有如下優點:
[0012]1、本發明設置了加載脊喇叭相控陣天線單元I部件，它由加載臂1、脊臂2、調配孔3、背腔4、SMA饋電接插件5構成，能在寬頻帶內產生高質量定向波束，且采用加載臂有效的展寬了脊喇叭的波束寬度30%，小于2的駐波帶寬達到5個倍頻。
[0013]2、本發明的天線整體結構簡單、緊湊，與其他開放型加脊喇叭和封閉式加脊喇叭比較，展寬了天線輻射方向圖的波束寬度，這對于寬帶寬掃描的相控陣天線來說至關重要，該天線單元結構形式較適用于寬帶、寬角掃描的相控陣天線系統中。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明三維結構示意圖。
[0015]圖2是本發明背腔結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]參照圖1和圖2，一種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對脊臂2、設置在脊臂上的調配孔3、背腔4和SMA饋電接插件5，脊臂2由內曲面6和外曲面9圍合而成，其特征在于:在外曲面9的外側設置有一個彎折狀的加載臂I，加載臂I的一端與脊臂2的頂端相接，加載臂I的另一端為自由端，與脊臂2頂端相接的加載臂I一端為加載臂I的頂端。在背腔4內的底板的幾何中心位置固定設置有一個十字調配塊7。
[0017]實施中，所述加載臂的彎折處的角度為90°，或者為80°至100°之間的任一角度。
[0018]本發明中，加載臂I和脊臂2的作用是輻射或接收寬帶電磁信號，完成電磁信號轉換，實施例采用鋁制結構，利用數控機床加工制作，該結構安裝在背腔的斜劈8上，此設計是考慮天線結構的整體性與可靠性；脊臂的外型由封閉的脊曲線來決定，此設計保證了脊臂上的內外壁電流分布的非頻變性，保證了寬帶內輻射方向圖的高質量。加載臂位于脊臂的末端，它的作用是延長了脊臂的長度，達到了展寬了天線工作帶寬目的，同時不占用較大的物理空間，且彎折的外延結構上的電流與脊臂內側電流疊加，可實現展寬輻射方向圖波束寬度的作用；脊臂2外形尺寸由封閉的脊曲線6來決定，并固定安裝在斜劈8上，并由沉頭螺釘進行固定；背腔4位于天線的最下面，它的外型結構呈矩形空腔，腔底部固定十字調配塊7用于對天線匹配的調諧，背腔結構的作用是保證天線可以實現定向輻射并作為調節天線匹配的重要部件；同軸接插件5的外導體與背腔4緊密電連接，內導體與另一個脊臂電接觸，實現了一對脊臂的電激勵。
[0019]脊臂結構安裝在背腔4的斜劈上，兩脊之間保留一定尺寸的縫隙，用于同軸饋電結構在縫隙間激勵起電磁波，同時縫隙的尺寸是影響天線匹配的一個重要物理參數，在背腔的底部安裝有十字匹配塊，匹配塊的高度對天線的駐波參數具有優化調節作用，影響著信號在腔體內諧振的強度，腔體中中填充為空氣介質，這樣可實現較低的傳輸損耗。
[0020]本發明工作原理如下:當發射信號時，SMA饋電接插件5接發射機發射信號，在脊間激勵起震蕩的電磁波，在脊臂2和加載臂I的內外臂上的形成震蕩的電流，并輻射到自用空間。天線的接收和發射為互易過程，信號在脊臂上激勵起感應電流，并在脊臂間產生震蕩的電磁波，并由SMA饋電接插件5提取信號，最終由同軸電纜輸出到外接接收機。
【主權項】
1.一種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對脊臂(2)、設置在脊臂上的調配孔(3)、背腔(4)和SMA饋電接插件(5)，脊臂(2)由內曲面(6)和外曲面(9)圍合而成，其特征在于:在外曲面(9)的外側設置有一個彎折狀的加載臂(1)，加載臂⑴的一端與脊臂⑵的頂端相接，加載臂⑴的另一端為自由端，與脊臂(2)頂端相接的加載臂(I) 一端為加載臂(I)的頂端。2.根據權利要求1所述的一種脊喇叭相控陣天線單元，其特征在于:所述加載臂的彎折處的角度為90°。3.根據權利要求1所述的一種脊喇叭相控陣天線單元，其特征在于:在背腔(4)內的底板的幾何中心位置固定設置有一個十字調配塊(7)。
【專利摘要】本發明公開了通信、測控領域中的一種脊喇叭相控陣天線單元，包括脊喇叭天線本體，所述的脊喇叭天線本體包括一對脊臂、設置在脊臂上的調配孔、背腔和SMA饋電接插件，脊臂)由內曲面和外曲面圍合而成，在外曲面的外側設置有一個彎折狀的加載臂，加載臂的一端與脊臂的頂端相接，加載臂的另一端為自由端，與脊臂頂端相接的加載臂一端為加載臂的頂端。本發明采用根據通信、測控對工作帶寬、掃描角度、波束寬度等指標的要求設計的具有駐波帶寬寬、波束寬度寬的加載脊喇叭天線結構形式，本發明還具有尺寸小、損耗低、可靠性好等特點，本發明特別適用于通信、測控系統中寬頻帶波束掃描的相控陣天線系統中。
【IPC分類】H01Q13/02, H01Q21/00
【公開號】CN105024172
【申請號】CN201510489259
【發明人】宋長宏, 路志勇, 鄧智勇, 李振生, 周建寨, 趙航
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月11日