螺旋縫隙圓極化喇叭天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了螺旋縫隙圓極化喇叭天線，涉及通信、測(cè)控領(lǐng)域中圓極化天線裝置。它包括從上到下依次設(shè)置的矩形輻射喇叭、介質(zhì)板和矩形腔體，矩形腔體設(shè)有隔離墻。介質(zhì)板的上敷銅層有腐蝕形成180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的螺旋縫隙，下敷銅層設(shè)置有微帶饋線；螺旋縫隙包括兩個(gè)螺旋縫隙單元和過(guò)渡段，兩個(gè)螺旋縫隙單元通過(guò)過(guò)渡段相連接；隔離墻將矩形腔體分割成兩個(gè)相同的腔體。本實(shí)用新型根據(jù)通信、測(cè)控對(duì)極化純度、安裝空間要求設(shè)計(jì)了具有駐波帶寬寬、軸比帶寬寬的微帶天線結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型還具有輪廓低、尺寸小、易集成等特點(diǎn)，特別適用于通信、測(cè)控系統(tǒng)中飛行器載體高性能低輪廓圓極化天線的制造。
【專利說(shuō)明】
螺旋縫隙圓極化喇叭天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及通信、測(cè)控領(lǐng)域中的一種螺旋縫隙圓極化喇叭天線，本實(shí)用新型較適合應(yīng)用于要求圓極化輻射天線的通信、測(cè)控系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在通信、測(cè)控系統(tǒng)中可以形成圓極化的微帶天線主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式，在性能上雖各有特點(diǎn)，但均存在某種不足。
[0003]1、切角圓極化微帶天線:該形式天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輪廓低，但天線軸比、駐波帶寬小于2%。
[0004]2、外接圓極化電橋的圓極化微帶天線形式，該形式的微帶天線軸比、駐波帶寬較寬通常其小于3dB軸比帶寬大于15%，小于2的駐波帶寬大于20%，但外接圓極化電橋占用空間較大、饋線冗長(zhǎng)、差損較大，不利于天線、網(wǎng)絡(luò)一體化設(shè)計(jì)。
[0005]3、縫隙耦合圓極化微帶天線，該形式的圓極化微帶天線與傳統(tǒng)的圓極化微帶天線比較，具有阻抗、軸比帶寬寬的特點(diǎn)，但由于縫隙結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，往往需要加載隔離電阻實(shí)現(xiàn)較寬的軸比帶寬，這樣產(chǎn)生了兩個(gè)問(wèn)題:一方面，隔離電阻需要人工焊接，當(dāng)陣列規(guī)模較大時(shí)，需要巨大的工作量，又很難保證單元焊接的一致性；另一方面，隔離電阻會(huì)產(chǎn)生一定的差損，導(dǎo)致輻射增益不同程度的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處而提供一種螺旋縫隙圓極化喇叭天線，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是，阻抗、軸比帶寬寬，輻射效率高，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:螺旋縫隙圓極化喇叭天線，包括從上到下依次設(shè)置的矩形輻射喇叭1、介質(zhì)板2和矩形腔體3，矩形輻射喇叭I的下喇叭口與介質(zhì)板2的上敷銅層重合;介質(zhì)板2與矩形腔體3形成封閉腔體;其特征在于:所述的介質(zhì)板2的上敷銅層腐蝕形成180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的螺旋縫隙6，下敷銅層設(shè)置有微帶饋線5;螺旋縫隙6包括兩個(gè)螺旋縫隙單元和過(guò)渡段，將其中一個(gè)螺旋縫隙單元繞自身幾何中心旋轉(zhuǎn)180°后平移過(guò)渡段的長(zhǎng)度得到另一個(gè)螺旋縫隙單元，兩個(gè)螺旋縫隙單元通過(guò)過(guò)渡段相連接;螺旋縫隙6的過(guò)渡段在下敷銅層的投影與微帶饋線5相垂直;所述的矩形腔體3設(shè)有隔離墻4，隔離墻4將矩形腔體3分割成兩個(gè)相同的腔體，隔離墻4的方向設(shè)置與微帶饋線5相同。
[0008]其中，所述的微帶饋線5的終端采用扇形開(kāi)路結(jié)構(gòu)。
[0009]其中，所述的螺旋縫隙單元的螺旋曲線為標(biāo)準(zhǔn)平面螺旋天線曲線。
[0010]本發(fā)明與【背景技術(shù)】比較有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、本實(shí)用新型的螺旋縫隙圓極化喇叭天線由矩形輻射喇叭1、介質(zhì)板2、矩形腔體3和隔離墻4組成，能在寬頻帶內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量的圓極化定向波束，其小于3dB軸比帶寬大于22%，小于1.5的駐波帶寬大于20%。
[0012]2、本實(shí)用新型整個(gè)天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，與其他圓極化微帶天線比較無(wú)需外接圓極化饋電網(wǎng)絡(luò)，單點(diǎn)饋電可形成較好的圓極化輻射效果，同時(shí)該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了天線與網(wǎng)絡(luò)一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高增益設(shè)計(jì)，適用于要求圓極化天線的通信系統(tǒng)中。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是螺旋縫隙饋電網(wǎng)絡(luò)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型包括從上到下依次設(shè)置的矩形輻射喇叭1、介質(zhì)板2和矩形腔體3，矩形腔體3設(shè)有隔離墻4，圖1是本實(shí)用新型三維結(jié)構(gòu)示意圖，給出了各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，圖2是本螺旋縫隙饋電網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0016]介質(zhì)板2的上敷銅層設(shè)置有180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的螺旋縫隙6，采用印制板敷刻工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的作用是輻射或接收?qǐng)A極化電磁信號(hào)，完成電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)施例采用印制板敷銅結(jié)構(gòu);下敷銅層設(shè)置有微帶饋線5，起到對(duì)螺旋縫隙6饋電的作用。此設(shè)計(jì)是考慮矩形腔體3與介質(zhì)板2的上敷銅層形成的封閉腔體，保證了饋線傳輸信號(hào)良好的電磁屏蔽，避免了因饋線的寄生輻射導(dǎo)致的能量損耗。
[0017]螺旋縫隙6由一對(duì)螺旋縫隙單元和過(guò)渡段組成，該螺旋縫隙成180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，將其中一個(gè)螺旋縫隙單元繞自身幾何中心旋轉(zhuǎn)180°后平移過(guò)渡段的長(zhǎng)度得到另一個(gè)螺旋縫隙單元，兩個(gè)螺旋縫隙單元通過(guò)過(guò)渡段相連接;其中，螺旋縫隙單元為標(biāo)準(zhǔn)平面螺旋天線曲線。此設(shè)計(jì)的考慮可采用微帶饋電縫隙從而實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)螺旋縫隙的饋電。微帶饋線5的終端采用扇形開(kāi)路結(jié)構(gòu)。
[0018]隔離墻4位于矩形腔體3的中心位置，與微帶饋線5的設(shè)置方向相同，隔離墻4將矩形腔體3分割成兩個(gè)相同的腔體。它的作用主要有兩個(gè)方面:1)它可以減小兩個(gè)螺旋縫隙間的耦合，從而改善了兩單元各自的輻射特性;2)隔離墻可以改善天線的圓極化特性。
[0019]該天線各部件采用介質(zhì)螺釘進(jìn)行固定。
[0020]本實(shí)用新型工作原理如下:當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，發(fā)射機(jī)將發(fā)射信號(hào)輸入到微帶饋線5，在一對(duì)螺旋縫隙6上激勵(lì)起旋轉(zhuǎn)場(chǎng)，并以圓極化電磁波的形式輻射到自由空間。天線的接收和發(fā)射為互易過(guò)程，信號(hào)由一對(duì)螺旋縫隙6接收到圓極化信號(hào)，并通過(guò)微帶線5耦合到縫隙上的信號(hào)，最終由同軸電纜輸出到外接接收機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.螺旋縫隙圓極化喇叭天線，包括從上到下依次設(shè)置的矩形輻射喇叭(I)、介質(zhì)板(2)和矩形腔體(3)，矩形輻射喇叭(I)的下喇叭口與介質(zhì)板(2)的上敷銅層重合;介質(zhì)板(2)與矩形腔體(3)形成封閉腔體;其特征在于:所述的介質(zhì)板(2)的上敷銅層腐蝕形成180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的螺旋縫隙(6)，下敷銅層設(shè)置有微帶饋線(5);螺旋縫隙(6)包括兩個(gè)螺旋縫隙單元和過(guò)渡段，將其中一個(gè)螺旋縫隙單元繞自身幾何中心旋轉(zhuǎn)180°后平移過(guò)渡段的長(zhǎng)度得到另一個(gè)螺旋縫隙單元，兩個(gè)螺旋縫隙單元通過(guò)過(guò)渡段相連接;螺旋縫隙(6)的過(guò)渡段在下敷銅層的投影與微帶饋線(5)相垂直;所述的矩形腔體(3)設(shè)有隔離墻(4)，隔離墻(4)將矩形腔體(3)分割成兩個(gè)相同的腔體，隔離墻(4)的方向設(shè)置與微帶饋線(5)相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋縫隙圓極化喇叭天線，其特征在于:所述的微帶饋線(5)的終端采用扇形開(kāi)路結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋縫隙圓極化喇叭天線，其特征在于:所述的螺旋縫隙單元的螺旋曲線為標(biāo)準(zhǔn)平面螺旋天線曲線。
【文檔編號(hào)】H01Q13/02GK205488569SQ201620136844
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日
【發(fā)明人】宋長(zhǎng)宏
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所