[实用新型]一种用于2.65GHz～2.91GHz频段的四角锥喇叭阵列天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是基本角锥喇叭天线，特别是一种高增益的四角锥喇叭阵列天线。 

背景技术

近年来，随着通信技术和卫星导航的迅速发展，越来越多的业务将通过无线电波的方式来进行，天线在无线电设备中的应用也越来越广泛，天线一般做发射和接受电磁波的部件。 

目前，在通信领域里，喇叭天线结构研究已成熟。为实现2.65GHz～2.91GHz频率范围内的工作带宽，采用的喇叭天线结构仍是传统的独立单元结构。然而，由于在2.65GHz～2.91GHz范围内，单个喇叭天线增益较低(约13dB左右)，若希望喇叭天线在2.65GHz～2.91GHz范围内达到18dB以上的增益，采用单个喇叭难以满足增益要求，且采用单个喇叭实现时其对应的喇叭口径面较大，人工操作不便，难以满足某些通信系统的需要，因此，单个喇叭一般作为抛物面天线的馈源使用。为了在2.65GHz～2.91GHz范围内达到18dB以上的增益，可采用由角锥喇叭组成的天线阵列；若采用更多的喇叭单元组合阵列，虽然可以提高增益，但将使成本急剧增加，且增加馈电网路复杂性和损耗，从而影响效率，本实用新型采用四个喇叭单元组成阵列天线结构。与圆锥喇叭相比，角锥喇叭常使用矩形波导馈电，矩形波导内传输的主模是TE₁₀模；而圆锥喇叭一般使用圆波导馈电，圆形波导内传输的主模是TE₁₁模，TE₁₀模比TE₁₁模更容易实现，而且圆锥喇叭对于精度的要求相对较高，加工制造成本也相对较高。 

综上分析，在2.65GHz～2.91GHz频率范围内，为满足18dB以上的天线增益要求，本实用新型采用四角锥喇叭阵列天线结构，如图(1)所示。具体内容如下详述。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高增益的四角锥喇叭阵列天线，此天线能够在2.65GHz～2.91GHz频率范围内，使能量集中到所需的方向，同时降低馈电的复杂性。有鉴于此，本实用新型提供一种用于2.65GHz～2.91GHz频段的四角锥喇叭阵列天线： 

一种用于2.65GHz～2.91GHz频段的四角锥喇叭阵列天线，主要由四角锥喇叭组成，其特征在于是由4个角锥喇叭组成，构成2×2布局，喇叭单元间距为g＝9.96～10.04mm，喇叭天线高度为h1＝399.72～400.28mm,波端口高度为h2＝99.72～100.28mm。单元喇叭口径外壁长度为A1＝203.72～204.28mm，口径外壁宽度为B1＝183.72～184.28mm，口径内壁长度为a1＝199.76～200.24mm，口径内壁宽度为b1＝179.76～180.24mm；波导端口外壁长度为A2＝75.86～76.42mm,端口外壁宽度为B2＝37.76～38.32mm,端口内壁长度为a2＝71.9～72.38mm,端口内壁宽度为b2＝33.8～34.28mm。 

我们分析了由微带半波振子组成阵列的情况，要满足电场强度要求，需要很多个振子，天线口面也过大，重量也较大，人工操作十分不便，对于机动性要求较高的本产品来说，有些不太适合。同时因为同轴网络的复杂性，很多能量损失在网络中了，设计不太合理。可采用较少数量的大口径喇叭组成。可以大大降低网络的复杂性、并降低损耗，而场强下降并不明显。经过分析，因为喇叭自身的方向图波束宽度较窄，可以很好地抵消间距大引起的栅板，总共四分喇叭可以比较灵活地组合，针对不同的需求，获得不同的作用区域和场强。单喇 叭单元虽然长度比较长，但喇叭阵列总体重量并不大，可以分开移动，运输过程中可以放在方舱里面，因此最终选择该方案。 

本实用新型由4个四角锥大口径喇叭组成四喇叭阵列天线，构成2×2布局(总馈入口可采用一个大功率容量1分2等比功分器，输出端连接2个中等功率容量1分2等比功分器，以此实现对4个喇叭的等幅馈电)。四角锥喇叭天线组成结构如附图1所示。 

本实用新型的结构尺寸为： 

根据频段要求，我们选用BJ32型波导。根据天线理论的简单分析，可以得到一个近似公式来分析一定距离的电场大小；