一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于天線技術領域，具體涉及一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線。
【背景技術】
[0002]傳統的高增益天線主要有反射面天線和陣列天線。前者反射面的三維非平面結構特點使得天線系統不易與星載或機載平臺進行一體化共形設計、缺乏設計靈活性;后者由于組陣帶來的饋線網絡的損耗及單元間的互耦不可避免，從而降低了天線的效率，在微米與暈米波段尤其突出。
[0003]近年來，隨著天線技術的發展涌現出一些新型的高增益天線如基于超材料的高增益天線，基于Fabry-Perot諧振腔的諧振天線，但上述天線都面臨著增益帶寬較窄的問題，從而影響了此類天線的實際使用。
【實用新型內容】
[0004]發明目的:本實用新型的目的在于提供一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，解決了現有高增益天線增益較窄的問題，避免了由饋電網絡帶來的饋電復雜性和降低了單元間的互耦對天線性能的影響。
[0005]技術方案:為實現上述發明目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，包括諧振腔以及位于諧振腔中的饋源;所述的饋源包括圓波導，在圓波導上設有金屬膜片;所述的諧振腔包括部分反射表面和金屬接地板，所述的饋源設置在金屬接地板上;所述的部分反射表面和金屬接地板相互平行。
[0007]所述的部分反射表面通過緊固件與金屬接地板相連。
[0008]所述的緊固件為四個，分布在部分反射表面的四個角。
[0009]所述的部分反射表面由若干相互垂直的金屬柵條組成，金屬柵條等間距設置。
[0010]所述的金屬接地板在諧振腔內側的表面為拋物面。
[0011]所述的饋源設置在拋物面最凹處。
[0012]所述的部分反射表面和金屬接地板間的中心距離滿足d=(l/2+n/2)AQ的條件，其中λο為中心頻率電磁波的自由空間波長，η為整數。
[0013]有益效果:與現有技術相比，本實用新型的全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，通過部分反射表面以及與部分反射表面平行的金屬接地板構成諧振腔，利用諧振特性使得不需要采用陣列結構，增益即可得到顯著的提高；由于金屬接地板的上表面由拋物面構成，通過調節拋物面的曲率可以顯著提高天線的增益帶寬；由于采用了單個饋源進行饋電，避免了由饋電網絡帶來的饋電復雜性和降低了單元間的互耦對天線性能的影響，縱向尺寸小，結構更加簡單，具備很好的實用性。
【附圖說明】
[0014]圖1為全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線結構示意圖；
[0015]圖2為全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線的側視圖；
[0016]圖3為部分反射表面的結構不意圖；
[0017]圖4為金屬接地板的結構示意圖；
[0018]圖5為部分反射表面單元結構示意圖；
[0019]圖6為模擬仿真反射系數曲線圖；
[0020]圖7為模擬仿真增益頻響曲線圖；
[0021 ]圖8為模擬仿真水平面方向圖；
[0022]圖9為模擬仿真垂直面方向圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步的說明。
[0024]如圖1-4所示，一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，包括諧振腔2以及位于諧振腔2中的饋源I。
[0025]饋源I包括圓波導11，在圓波導11上設有金屬膜片12。諧振腔2包括部分反射表面21和金屬接地板23，饋源I設置在金屬接地板23上;部分反射表面21和金屬接地板23相互平行，部分反射表面21通過緊固件25與金屬接地板23相連。緊固件25為四個，分布在部分反射表面21的四個角。
[0026]部分反射表面21由若干相互垂直的金屬柵條22組成，金屬柵條22等間距設置。其中，當橫向和縱向設置的金屬柵條數量相等時，如圖5所示，為部分反射表面單元結構，其為正方形，兩個相鄰金屬柵條22之間的距離為P(相鄰金屬柵條的中心線之間的距離)，金屬柵條的寬度為2w。當然本實用新型并不局限于圖5所示的最小單元，當橫向和縱向設置的金屬柵條數量不相等時，部分反射表面也會出現矩形結構單元。
[0027]金屬接地板23在諧振腔2內側的表面為拋物面24;部分反射表面21和金屬接地板23間的中心距離滿足d = (1/2+η/2)λο的條件，其中λ0為中心頻率電磁波的自由空間波長，η為整數。中心距離d是拋物面24最凹處和部分反射表面21之間的間距。其中λ。單位為mm，d單位為mm ο
[0028]如圖6所示，拋物面24由拋物線繞法線方向旋轉而成，且拋物線滿足標準的拋物線方程。
[0029]為了便于說明各結構參數的設計過程，給定結構參數:金屬柵條22的寬度2w=4mm，兩個相鄰金屬柵條22之間的距離為P = 9mm，部分反射表面21的邊長為120mm，中心頻率f =14GHz，金屬接地板23與部分反射表面21之間的中心距離9.5mm，滿足:d ? I/2λο，其中λ0為中心頻率電磁波的自由空間波長。選用仿真軟件如A n s ο f t公司的H F S S、C S T公司的Microwave Stud1 CST等高頻仿真軟件，在計算機上模擬仿真得到:如圖6所示的反射系數曲線圖，其中反射系數小于等于-1OdB的帶寬達到8.2%、圖7所示的增益頻響曲線圖，其中增益降落IdB(從增益最大值算起下降IdB)的帶寬達到了 7.8%、圖8所示的水平面方向圖、圖9所示的垂直面方向圖。以上得到的曲線實在給定條件下獲得，若改變結構參數也可以獲得相似的曲線。
【主權項】
1.一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:包括諧振腔(2)以及位于諧振腔(2)中的饋源(I);所述的饋源(I)包括圓波導(11)，在圓波導(11)上設有金屬膜片(12);所述的諧振腔(2)包括部分反射表面(21)和金屬接地板(23)，所述的饋源(I)設置在金屬接地板(23)上;所述的部分反射表面(21)和金屬接地板(23)相互平行。2.根據權利要求1所述的一種全金屬寬頻帶化的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:所述的部分反射表面(21)通過緊固件(25)與金屬接地板(23)相連。3.根據權利要求2所述的一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:所述的緊固件(25)為四個，分布在部分反射表面(21)的四個角。4.根據權利要求1所述的一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:所述的部分反射表面(21)由若干相互垂直的金屬柵條(22)組成，金屬柵條(22)等間距設置。5.根據權利要求1所述的一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:所述的金屬接地板(23)在諧振腔(2)內側的表面為拋物面(24)。6.根據權利要求5所述的一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:所述的饋源(I)設置在拋物面(24)最凹處。7.根據權利要求1所述的一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，其特征在于:所述的部分反射表面(21)和金屬接地板(23)間的中心距離滿足d=(l/2+n/2)AQ的條件，其中λ0為中心頻率電磁波的自由空間波長，η為整數。
【專利摘要】本實用新型公開了一種全金屬寬頻帶的高增益低剖面諧振天線，屬于天線技術領域，其包括諧振腔以及位于諧振腔中的饋源；饋源包括圓波導，在圓波導上設有金屬膜片；諧振腔包括部分反射表面和金屬接地板，饋源設置在金屬接地板上；部分反射表面和金屬接地板相互平行。本實用新型的高增益低剖面諧振天線，通過部分反射表面以及與部分反射表面平行的金屬接地板構成諧振腔，利用諧振特性使得不需要采用陣列結構，增益即可得到顯著的提高；由于金屬接地板的上表面由拋物面構成，通過調節拋物面的曲率可以顯著提高天線的增益帶寬；結構更加簡單，具備很好的實用性。
【IPC分類】H01Q5/10, H01Q5/50, H01Q1/50, H01Q1/36
【公開號】CN205319325
【申請號】CN201521127303
【發明人】劉震國
【申請人】南京逸然電子科技有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月29日