[发明专利]一种C波段宽波束角锥喇叭天线

说明书

本发明公开了一种C波段宽波束角锥喇叭天线，其由角锥喇叭、梯形脊波导和SMA接头组成；梯形脊波导设置于角锥喇叭下方，并与SMA接头相连。调整波导中梯形脊与脊之间的的间距和改变SMA接头到梯形波导脊的间距，利于阻抗匹配，并且可通过减小喇叭口径宽度来实现天线的宽波束。本发明能满足宽波束的要求，在近一倍频程的频带范围内，输入驻波比VSWR小于1.5，同时天线增益达到7.5dB以上，在全频段内天线方向图一致性好，具有实际工程应用与研究价值。

技术领域

本发明属于雷达、通信领域，具体涉及一种C波段宽波束角锥喇叭天线。

背景技术

目前宽波束天线的种类比较多，如微带天线、旋转天线、振子反射器天线等，但以上几种天线存在一定的局限性，通常表现为：带宽较窄、增益较低。

角锥喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，它既可以作为反射面天线或透镜天线的馈源、阵列天线的辐射单元，也可以做微波中继站或卫星上的独立天线。

角锥喇叭天线同时具有较高的增益，较宽的工作频带宽、功率容量大、重量轻和易于实际加工等优点，但此类天线波束宽度较窄。

加脊喇叭天线由于在喇叭中加脊，改变了横截面上场的分布，有利于天线阻抗匹配，从而拓展了带宽。

本发明所提出的天线馈电结构简单，有一定的方向性和增益、利于定向辐射等优点，可用在雷达工程及电磁测试等领域。

发明内容

本发明针对现有技术中角锥喇叭天线波束较窄的不足，提供一种C波段宽波束角锥喇叭天线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种C波段宽波束角锥喇叭天线，其特征在于，包括：角锥喇叭、梯形脊波导、SMA接头；所述角锥喇叭由矩形波导E面和H面的两臂张开而形成，所述梯形脊波导设置于角锥喇叭下方并与SMA接头相连，角锥喇叭的下端与梯形脊波导固定连接，角锥喇叭的下端口径尺寸大小与梯形脊波导的脊波导口相同。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述梯形脊波导由矩形波导和两个梯形脊片构成，所述SMA接头穿过其中一个梯形脊片并到达另一个梯形脊片，SMA接头的内芯与另一个梯形脊片相连。

进一步地，两个梯形脊片相对地安装在梯形脊波导的宽边侧，梯形脊片的底端相对处设计成阶梯形状。

进一步地，所述角锥喇叭的长度大于最低工作波长的一半。

进一步地，角锥喇叭天线的各参数满足以下各式：

角锥喇叭天线的增益为：

式中，G为增益，λ为自由空间波长，D_H和D_E分别为角锥喇叭上端口径在H面和E面的边长，ε_ap为矩形喇叭的口径效率，在最佳增益设计时，该值为0.5；

根据喇叭长度、口径宽度和天线增益之间的关系可得：

式中，R_H和R_E分别为角锥喇叭顶点到上端口径面在H面和E面的高度；

对于实际制成喇叭，满足L_E＝L_H和R_E＝R_H，L_H和L_E为角锥喇叭上下两个口径面之间在H面和E面的距离，可以得出：

根据三角形的相似关系可得：