專利名稱：Tem模喇叭天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型天線。
目前已有的TEM模(橫電磁波)喇叭天線，大都采用介質(zhì)加載結(jié)構(gòu)，主要用來作為沖激脈沖天線，或作為沖激脈沖雷達(dá)地下淺層目標(biāo)探測。如IEE Proc.Vo1.135 Pt.F.No.4.August 1988.pp.295刊登的美國德克薩斯州西南研究所電子系統(tǒng)和地球科學(xué)部研制的指數(shù)形，介質(zhì)加載TEM模喇叭天線就是這種形式。該天線的內(nèi)導(dǎo)體帶采用平行板傳輸線按指數(shù)漸變線張開作為輻射體，在內(nèi)導(dǎo)體與喇叭板壁之間填充微波吸收材料并在終端電阻加載，以構(gòu)成行波天線，如圖5a所示。由于大部分功率被消耗在吸收材料和終端電阻上，因而天線增益低、方向性差、波瓣寬，不適合輻射連續(xù)波(正弦波)信號。IEEE Transactions on Antennas and Propagation，Vol.AP－31，No.4，July 1983發(fā)表的短背射天線，是由前后按裝、大小不同的兩個反射圓盤構(gòu)成。其中大反射器的直徑為兩個波長，口徑效率只有80％，如圖5b所示。1989年英文版《微波空腔天線》一書所匯集的有關(guān)這一領(lǐng)域的主要文獻(xiàn)和專利也普遍沒有解決既要保證天線高效率、寬頻帶、低副瓣、中等增益還要同時兼顧天線小型化的問題。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述已有技術(shù)的不足，提供一種小型化、高效率、寬頻帶、低副瓣和中等增益的TEM模喇叭天線。
本實(shí)用新型根據(jù)諧振腔原理，在喇叭腔壁內(nèi)設(shè)置一對按指數(shù)漸變線張開的耦合帶狀線作為激勵器，喇叭口端面放置有諧振板，該諧振板與激勵器構(gòu)成有開口的耦合帶狀線諧振腔。使其電波在腔內(nèi)來回反射地同時，有一部分越過諧振板向外輻射，將其實(shí)際輻射口徑擴(kuò)展成一種虛的，更大的有效口徑。即利用諧振現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)天線的小型化，并用增設(shè)匹配板實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
以下參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理。


圖1是本實(shí)用新型的主視圖。
圖2是本實(shí)用新型的左視圖。
圖3是本實(shí)用新型的右視圖。
圖4是本實(shí)用新型的俯視圖。
圖5是已有技術(shù)結(jié)構(gòu)圖。
參照圖4，金屬匹配板(1)通過塑料緊固螺母(2)固定在金屬諧振板(6)上，匹配板(1)距諧振板(6)之間的距離可通過轉(zhuǎn)動螺桿(3)的螺距來實(shí)現(xiàn)，以改善阻抗匹配，(4)為調(diào)節(jié)螺母。金屬諧振板(6)固定在喇叭口端面(21)上的中間位置，兩塊金屬諧振板(7)固定在喇叭端面兩邊的法蘭盤(20)上，兩邊諧振板(7)與中間諧振板(6)之間有間距，如圖3所示。調(diào)整諧振板(6)與(7)的寬度，可使虛擬口徑擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)高口徑效率。指數(shù)狀金屬內(nèi)帶板(9)通過塑料緊固螺釘(12)固定在塑料脊板(8)上，其底部由塑料墊塊(14)和(15)緊固，以保證內(nèi)帶板(9)按指數(shù)漸變線張開。脊板(8)又通過塑料緊固螺釘固定在金屬喇叭腔壁(10)上，內(nèi)帶板(9)的端頭延伸到喇叭口開路與喇叭腔壁(10)一起構(gòu)成耦合帶狀線，形成駐波場分布。諧振板(6)和諧振板(7)與喇叭口端面電接觸，并沿喇叭口的H面(磁場平面)放置，構(gòu)成有開口的耦合帶狀線腔。喇叭腔壁(10)的矩形段殼體與接線盒(16)固定在一起，(13)是接線盒(16)與其前蓋之間的墊片，接線盒后蓋(17)通過螺釘(18)固定在接線盒(16)上。由發(fā)射機(jī)或接收機(jī)引出的同軸電纜(特性阻抗50Ω)通過接線盒(16)上的L16－50KF同軸插座與巴侖(19)相連，如圖2所示。巴侖(平衡－不平衡變換器)的輸出端連接到喇叭腔體內(nèi)的兩個內(nèi)帶板(9)。喇叭腔壁(10)是由四塊金屬板焊接而成，也可用塑料成型，其端口構(gòu)成一正方形，該正方形的四個邊分別固定有四塊法蘭盤(20)，以滿足飛行體天線齊平鑲嵌的要求，整個喇叭口端面用塑料玻璃鋼密封罩(5)密封，以防止各種惡劣氣候環(huán)境的影響。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于采用了諧振板，形成了有開口的空腔結(jié)構(gòu)，使其電波在腔內(nèi)來回反射的同時，有一部分越過諧振板向外輻射，因而擴(kuò)大了天線的虛擬口徑，即喇叭的最大有效口徑大于喇叭的幾何口徑，既實(shí)現(xiàn)了寬頻帶，又實(shí)現(xiàn)了低副瓣和中等增益。同時由于本發(fā)明采用了匹配板改善阻抗匹配，提高了饋電效率。其電特性的測量數(shù)據(jù)如下表
表中，λ＝波長；f＝頻率；G01＝測量的天線增益；HP＝方向圖半功率波束寬度；VSWR＝電壓駐波比；er＝反射效率；G02＝用理論公式計(jì)算的天線增益；D01＝用理論公式計(jì)算的天線方向性系數(shù)；HPE、HPH分別為天線方向圖E面(電場平面)、H面(磁場平面)半功率波束寬度；Acm＝最大有效口徑面積；εap＝口徑效率；D02＝(KR)2＋2KR，是判定是否超方向性的哈林頓公式，式中，K＝2π／λ，R＝ 1/2 (302＋302＋362)1／2。
2.應(yīng)用面寬、效果好。即不但適于用作地面上或地面附近接收水平極化場，也適宜作為飛行體天線，特別是可作為U波段家用電視接收天線，其復(fù)蓋頻段為我國電視頻道的25－56頻道。1989年底在廣州用該天線可以收到100公里以外的深圳電視臺節(jié)目，在珠海和深圳，用本發(fā)明的一副天線即可收到香港地區(qū)全部五個電視頻道的節(jié)目(香港臺HK42頻道，639.25MHz；翡翠臺HK49頻道，695.25MHz；英語節(jié)目711.25MHz，HK51頻道；亞洲臺725.25MHz，HK53頻道；英語節(jié)目743.25MHz，HC55頻道)。
3.體積小，重量輕，使用方便，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種TEM模喇叭天線，包括有外部的接線盒，喇叭腔壁和內(nèi)部按指數(shù)漸線張開式的內(nèi)帶板，其特征在于內(nèi)帶板的端頭延伸到喇叭端口開路與喇叭腔壁一起構(gòu)成耦合帶狀線作為激勵器，喇叭口端面設(shè)置有三塊諧振板，該諧振板與激勵器一起構(gòu)成有開口的耦合帶狀線諧振腔，諧振板上配置有可調(diào)節(jié)阻抗匹配的匹配板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，三塊諧振板分別固定在喇叭口端面的中間位置和兩邊的法蘭盤上，諧振板之間有間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的天線，其特征在于匹配板通過緊固螺桿固定在喇叭口端面中間位置的諧振板上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種天線，特別是一種TEM模喇叭天線。該天線由喇叭腔壁、內(nèi)帶板、諧振板、匹配板和接線盒等部件組成。其中內(nèi)帶板的端頭延伸到喇叭端口開路并與喇叭腔壁構(gòu)成耦合帶狀線，諧振板與喇叭口端面電接觸，并沿喇叭口的H面(磁場平面)放置，形成開口的耦合帶狀線空腔，使其電波在腔內(nèi)來回反射的同時，有一部分越過諧振板向外輻射，擴(kuò)大有效輻射口徑。同時該天線還采用匹配板結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。是一種適用雷達(dá)，通信、電子對抗，電視廣播等電子設(shè)備配套的小型化高效率天線。
文檔編號H01Q13/02GK2081580SQ9120061
公開日1991年7月24日 申請日期1991年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月11日
發(fā)明者任凱湘 申請人:西安電子科技大學(xué)