一種Ka頻段耐高溫高次模天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及耐高溫防隔熱特種天線及Ka頻段高次模天線領域，具體是一種Ka頻段耐高溫高次模天線，包括：天線蓋板、波導饋電結構、天線本體，其中，在天線蓋板和天線本體之間，設置有天線隔熱層。在波導饋電結構的波導管路中，設置有隔熱波導關節(jié)。本實用新型中，耐高溫隔熱波導饋電結構與厚防隔熱天線蓋板下的Ka高次模波導天線一體化設計的方法為Ka頻段耐高溫天線的設計提供了新的思路。使用這種設計方法，可以實現(xiàn)在Ka高頻段獲取較寬的絕對工作帶寬?？梢栽谔炀€本體耐受溫度范圍內(nèi)，降低防隔熱天線蓋板的厚度。
【專利說明】一種Ka頻段耐高溫高次模天線
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及耐高溫防隔熱特種天線及Ka頻段高次模天線領域，具體涉及一種Ka頻段耐高溫隔熱波導與防隔熱天線保護蓋板及天線一體化設計的方法及基于此方法設計的一種Ka頻段耐高溫高次模天線。
【背景技術】
[0002]在某些特殊的應用場合下，天線的設計需要考慮特定工作頻段的方向圖賦形問題和防隔熱問題，Ka頻段天線具有傳統(tǒng)頻段天線所不具有的工作頻率高及絕對帶寬寬的優(yōu)勢，但是，還沒有將Ka頻段天線應用于耐高溫特種天線的技術。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于針對耐高溫特種天線技術所存在的不足，提供一種在高溫環(huán)境下Ka頻段的耐高溫波導饋電結構同防隔熱天線蓋板及天線一體化設計并實現(xiàn)高次模波束賦形的方法，并基于此方法給出了一種新型的Ka頻段耐高溫高次模天線。
[0004]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案:一種Ka頻段耐高溫高次模天線，包括:天線蓋板、波導饋電結構、天線本體，其中，在天線蓋板和天線本體之間，設置有天線隔熱層。
[0005]如上所述的Ka頻段耐高溫高次模天線，其中，在波導饋電結構的波導管路中，設置有隔熱波導關節(jié)；隔熱波導關節(jié)包含鈦合金波導腔、包覆在波導腔外的聚酰亞胺包覆層、和在波導腔兩端波導口內(nèi)的介質隔熱窗；鈦合金波導腔位于波導管路中，使得波導管路為通路；介質隔熱窗封閉波導腔兩端的波導管路，介質隔熱窗能夠透過電磁波信號。
[0006]本實用新型的效果在于:
[0007]在設計中，一方面通過防隔熱天線蓋板降低天線外部高溫環(huán)境傳遞到天線本體的熱量，并在天線饋電端口后連接耐高溫隔熱波導，有效防止天線本體的熱量傳導到后端設備上，實現(xiàn)天線的防隔熱性能；另一方面通過將天線與防隔熱天線蓋板一體化設計，使天線能夠在高溫環(huán)境下工作，控制天線波導腔的尺寸及天線口面反射腔的尺寸，在厚天線防隔熱蓋板的存在引起的天線方向圖性能下降的條件下，實現(xiàn)了 Ka頻段天線高次模賦形方向圖性能。
[0008]從而具有如下優(yōu)點:
[0009]I)防隔熱天線蓋板可以阻擋外部高溫環(huán)境的熱量傳遞到Ka天線本體，有效降低了天線本體處的環(huán)境溫度。
[0010]2)采用耐高溫隔熱波導結構作為天線的饋電結構，通過介質包覆層及波導腔中加裝介質隔熱窗的方法，有效隔絕了天線本體熱量向后端設備的傳遞。
[0011]3)從理論設計出發(fā)，將厚防隔熱天線蓋板對天線本體電氣性能影響考慮在內(nèi)，選取天線本體波導腔尺寸及反射腔尺寸，使天線在指定的Ka工作頻段內(nèi)實現(xiàn)高次模輻射，得到預期的賦形方向圖。
[0012]此外，本實用新型中，耐高溫隔熱波導饋電結構與厚防隔熱天線蓋板下的Ka高次模波導天線一體化設計的方法為Ka頻段耐高溫天線的設計提供了新的思路。使用這種設計方法，可以實現(xiàn)在Ka高頻段獲取較寬的絕對工作帶寬。通過耐高溫隔熱波導饋電結構的有效隔熱，可以在天線本體耐受溫度范圍內(nèi)，降低防隔熱天線蓋板的厚度，從而減小厚防隔熱天線蓋板對天線方向圖的影響，并通過高次模賦形方向圖設計實現(xiàn)要求的方向圖性能。通過調(diào)整天線本體波導腔及反射腔尺寸，可以將此種天線形式擴展到其他工作頻段，可以廣泛地應用于飛行器測控、通信等軍事領域，具有很強的實用意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為Ka頻段耐高溫高次模天線側視圖。
[0014]圖2為Ka頻段耐高溫高次模天線饋電結構俯視圖。
[0015]圖中，1-天線蓋板中的防熱天線蓋板，2-天線隔熱層，3-天線蓋板壓板、4-天線本體的金屬翻邊，5a、5b-金屬螺釘,6-天線本體反射腔,7-饋電端口，8-波導福射端口，9-天線本體波導腔，10-直波導過渡段，11-直角彎波導，13-隔熱波導關節(jié)，14-直波導，15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、151、15j-金屬螺釘，12a、12b-隔熱波導關節(jié)介質包覆層，16a、16b-介質隔熱窗。
【具體實施方式】
[0016]下面以為例，結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0017]Ka頻段耐高溫高次模天線由天線蓋板組件(1、2)、耐高溫隔熱波導饋電結構、天線本體(6、8、9)、天線蓋板壓板四部分組成。
[0018]其中，天線蓋板由防熱天線蓋板I和天線隔熱層2組成。天線蓋板組件(1、2)中的天線隔熱層2使用低導熱系數(shù)的材料制成，可以阻擋外部高溫環(huán)境的熱量傳遞到Ka天線本體。
[0019]天線本體為一體化加工的金屬結構件，由饋電端口 7，天線波導腔9及天線端口面反射腔6組成。
[0020]Ka頻段耐高溫高次模天線的饋電結構由耐高溫隔熱波導關節(jié)13、直角彎波導11以及直波導過渡段10組成。三部分分別通過金屬螺釘連接，隔熱波導關節(jié)13由鈦合金波導腔及包覆在波導腔外的聚酰亞胺包覆層(12a、12b)以及兩端波導口內(nèi)的介質隔熱窗(16a、16b)組成。整個饋電結構通過金屬螺釘與天線本體進行連接。
[0021]圖1為Ka頻段耐高溫高次模天線的側視圖。其中I為天線蓋板中的防熱天線蓋板，按照從上到下的順序，2為天線隔熱層，3為天線蓋板壓板、4為天線本體的金屬翻邊，3、4兩部分結構一起通過金屬螺釘5將天線蓋板與天線本體固定連接在一起。6為天線本體反射腔，其與天線本體波導輻射端口 8—起組成輻射結構，通過從饋電端口 7饋入電磁信號經(jīng)過天線本體波導腔9從波導輻射端口 8輸出，形成有效輻射。耐高溫隔熱波導饋電結構由直波導14與隔熱波導關節(jié)13及直角彎波導11和直波導過渡段10組成，其中直波導14為輸入端口，直波導過渡段10與天線本體輸入端口 7進行連接，整個饋電結構通過金屬螺釘 15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、151、15j 進行連接。12a、12b 為隔熱波導關節(jié)介質包覆層，13為隔熱波導關節(jié)鈦合金波導腔，16a、16b為介質隔熱窗，12、13、14、16a、16b —起組成波導隔熱關節(jié)。[0022]圖2是Ka頻段耐高溫高次模天線饋電結構俯視圖。該天線的有效輻射結構為天線反射腔6和天線波導端口 8，整個輻射結構為圓形，保證天線方向圖的對稱性。
[0023]另外，可以通過改變天線本體波導腔及反射腔尺寸、耐高溫隔熱波導饋電結構尺寸的方式，實現(xiàn)天線不同工作頻率的方案，使此種天線形式具有良好的適應性。
[0024]如此，本實用新型為了改善耐高溫特種天線技術存在的不足，采用Ka波導天線形式，通過控制波導腔及反射腔的尺寸，實現(xiàn)天線在工作頻段的高次模賦形輻射，將天線本體與厚防隔熱天線蓋板一體化設計，并在天線饋電端口后連接耐高溫隔熱波導，實現(xiàn)有效隔熱。基于此設計方法，提出了一種新型的Ka頻段耐高溫高次模天線。
[0025]具有如下特點:
[0026]I)根據(jù)此結構，可以通過合理選取天線波導腔及反射腔尺寸，使天線在Ka工作頻段上實現(xiàn)高次模輻射性能。
[0027]2)將天線本體與防隔熱天線蓋板一體化設計，將防隔熱天線蓋板對天線特性的影響納入到電氣設計方案中，通過調(diào)整天線本體尺寸，使防隔熱天線蓋板與天線本體匹配。一方面，防隔熱天線蓋板可以有效實現(xiàn)防隔熱目的，使外部惡劣的高溫環(huán)境對天線本體造成的影響較??；另一方面，防隔熱天線蓋板作為天線整體的有機組成部分，與天線本體共同作用，實現(xiàn)天線的電氣性能。
[0028]3)采用耐高溫隔熱波導結構對天線本體進行饋電，耐高溫隔熱波導本身能夠耐受較高溫度，并有效隔絕天線本體熱量向后端設備的傳遞。
[0029]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1.一種Ka頻段耐高溫高次模天線，包括:天線蓋板、波導饋電結構、天線本體，其特征在于，在天線蓋板和天線本體之間，設置有天線隔熱層。
2.如權利要求1所述的Ka頻段耐高溫高次模天線，其特征在于，在波導饋電結構的波導管路中，設置有隔熱波導關節(jié)；隔熱波導關節(jié)包含鈦合金波導腔、包覆在波導腔外的聚酰亞胺包覆層(12a、12b)、和在波導腔兩端波導口內(nèi)的介質隔熱窗(16a、16b);鈦合金波導腔位于波導管路中，使得波導管路為通路；介質隔熱窗(16a、16b)封閉波導腔兩端的波導管路，介質隔熱窗(16a、16b)能夠透過電磁波信號。
【文檔編號】H01P1/30GK203574092SQ201320681323
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】王威, 王煊, 楊博昆, 李欣冀 申請人:北京航天長征飛行器研究所, 中國運載火箭技術研究院