一種介質透鏡加載喇叭天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于微波技術領域，具體地涉及到一種介質透鏡加載喇叭天線，主要應用于近距離點對點微波通訊、近距離雷達測距等領域中。
【背景技術】
[0002]目前在微波通信工程應用中，微波通信站的天線設備一般都采用拋物面天線的形式。但是在通訊距離較近情況時，可以采用圓錐喇叭天線來替代拋物面天線，這樣能在保證通訊性能不變的同時又降低了通訊設備的成本，減少一些不必要的浪費。
[0003]但是目前的圓錐喇叭天線普遍存在著E面輻射方向圖較差的問題，且圓錐喇叭天線要獲得較高的增益，就需要大的天線口面，按照最優喇叭設計，天線的長度將會很長，這樣會給結構設計、安裝等帶來一些困難，無法微波通訊設備小型化的要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提出了一種介質透鏡加載喇叭天線，通過在圓錐喇叭天線輸出端口處設置特定結構形狀的介質透鏡，使得圓錐喇叭天線的輻射方向圖得到了很好的改善，同時還具有良好的駐波特性。相比圓錐喇叭天線，該天線結構長度大大縮短，實現了微波通訊設備的小型化要求，減小通訊設備在工程應用過程中的安裝及調試難度。
[0005]考慮到現有技術的上述問題，根據本實用新型公開的一個方面，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種介質透鏡加載喇叭天線，包括圓錐喇叭[2]，設置在圓錐喇叭[2]輸入端的矩-圓波導轉換器[I]，設置在圓錐喇叭[2]輸出端的介質透鏡[3]以及透鏡固定扣環[4]。
[0007]所述矩-圓波導轉換器[I]內部結構為矩形口徑面向圓口徑面漸變的形式，實現矩形波導TElO模向圓波導TEll模的過渡轉換。介質透鏡[3]形狀為雙曲面輪廓，該介質透鏡
[3]外側表面均分為4個扇形面，4個扇形面帶有臺階結構[5]，每個扇形面凸出介質透鏡[3]外側表面的高度不同，校正出口面的相位差，改變天線的駐波特性，該介質透鏡[3]通過透鏡固定扣環[4]固定設置在圓錐喇叭[2]輸出端，以校正圓錐喇叭[2] 口面相位差，實現喇叭天線內球面波向平行波的轉換。
[0008]其特征在于，所述介質透鏡[3]的透鏡材料為介電常數為2.2的teflon介質。
[0009]本實用新型的結構可應用于近距離點對點微波通訊、近距離雷達測距等領域。本實用新型具有以下優點:
[0010](I)該天線與傳統的圓錐喇叭天線相比，不僅在輻射方向圖上有很大的改善，而且天線結構長度尺寸大大縮短。
[0011](2)該天線與傳統的介質透鏡天線相比，改善了天線的駐波特性。
[0012](3)該結構天線的輸入接端口為標準的矩形波導口，不需要外接轉換器，可以直接與設備連接，更具工程實用性。
【附圖說明】
[0013]圖1為圓錐喇叭天線的結構示意圖；
[0014]圖2為介質透鏡天線的表面未加臺階的天線結構示意圖；
[0015]圖3為介質透鏡加載喇叭天線結構示意圖；
[0016]圖4為介質透鏡加載喇機天線結構立體圖；
[0017]圖5為圓錐喇叭天線天線在25GHz處的輻射方向圖；
[0018]圖6為圓錐喇叭天線的駐波曲線圖；
[0019]圖7為介質透鏡天線的表面未加臺階的時在25GHz處的輻射方向圖；
[0020]圖8為介質透鏡天線的表面未加臺階的時天線的駐波曲線圖；
[0021 ]圖9為按照本實用新型實施例的介質透鏡天線在25GHz處的輻射方向圖；
[0022]圖10為按照本實用新型實施例的介質透鏡天線的駐波曲線圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0024]如圖1所示，本實施例是一種介質透鏡加載喇叭天線，包括矩-圓波導轉換器[I]、圓錐喇叭[2]、設介質透鏡[3]以及透鏡固定扣環[4]等部分。矩-圓波導轉換器[I]內部結構為矩形口徑面向圓口徑面漸變的形式，實現矩形波導TElO模向圓波導TEll模的過渡轉換。
[0025]介質透鏡[3]校正圓錐喇叭[2]口面相位差，實現喇叭天線內球面波前向平行波前的轉換，以改善天線的輻射方向圖，提高天線增益。其形狀為雙曲面輪廓，透鏡材料選用介電常數為2.2的teflon介質，并且介質透鏡表面開有臺階結構[5]，每個扇形面凸出介質透鏡[3]外側表面的高度不同，校正出口面的相位差，改變天線的駐波特性。介質透鏡[3]通過透鏡固定扣環[4]固定在圓錐喇叭[2]輸出端。
[0026]在結構上選用口徑直徑為130mm，高度為150mm，輸入端口為矩形口面(8.64mm*4.32mm)的圓錐喇叭天線，如圖1所示，其輻射方向圖及端口駐波曲線如圖5、圖6所示。在此圓錐天線的基礎上對其輸出口面部分加載介質透鏡，透鏡高度為28.8mm 口徑直徑為130mm，如圖2所示，其輻射方向圖及端口駐波曲線如圖7、圖8所示，通過結果對比可以看出圓錐天線加載介質透鏡后天線輻射方向圖明顯得到了改善，但是其端口駐波特性變得稍差。
[0027]按照本實用新型發明實施的天線在透鏡表面開4個高度分別為0.4mm、2.4mm、
0.4mm、2.4mm的扇形臺階，如圖3，4所示，其輻射方向圖及端口駐波曲線如圖9、圖10所示，可以看出按照該發明實施的天線具有良好的輻射方向圖及駐波特性，結構尺寸大大縮短，滿足小型化要求。
【主權項】
1.一種介質透鏡加載喇叭天線，包括圓錐喇叭[2]，設置在圓錐喇叭[2]輸入端的矩-圓波導轉換器[I]，設置在圓錐喇叭[2]輸出端的介質透鏡[3]以及透鏡固定扣環[4]; 所述矩-圓波導轉換器[I ]內部結構為矩形口徑面向圓口徑面漸變的形式，實現矩形波導TElO模向圓波導TEll模的過渡轉換;介質透鏡[3]形狀為雙曲面輪廓，該介質透鏡[3]夕卜側表面均分為4個扇形面，4個扇形面帶有臺階結構[5]，每個扇形面凸出介質透鏡[3]外側表面的高度不同，校正出口面的相位差，改變天線的駐波特性，該介質透鏡[3]通過透鏡固定扣環[4]固定設置在圓錐喇叭[2]輸出端，以校正圓錐喇叭[2] 口面相位差，實現喇叭天線內球面波向平行波的轉換。2.如權利要求1所述的一種介質透鏡加載喇叭天線，其特征在于:所述介質透鏡[3]的透鏡材料為介電常數為2.2的teflon介質。
【專利摘要】本實用新型提供了一種介質透鏡加載喇叭天線，包括圓錐喇叭[2]，設置在圓錐喇叭[2]輸入端的矩-圓波導轉換器[1]，設置在圓錐喇叭[2]輸出端的介質透鏡[3]以及透鏡固定扣環[4]。本實用新型的天線不僅在輻射方向圖上有很大的改善，而且天線結構長度尺寸大大縮短，改善了天線的駐波特性，同時不需要外接轉換器，可以直接與設備連接，更具工程實用性。
【IPC分類】H01Q13/02, H01Q15/08, H01Q19/08
【公開號】CN205376774
【申請號】CN201521008512
【發明人】羅倫, 沈榮, 于麗爽
【申請人】中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月8日