[发明专利]一种用于18-40GHz频段的超宽带介质棒天线

说明书

一种用于18‑40GHz频段的超宽带介质棒天线，属于无线电技术领域。本发明解决了现有的介质棒天线工作频带窄，不能完全覆盖18‑40GHz频段以及高频处方向图分裂的问题。同轴线的外导体通过金属板与脊波导的上脊固接，同轴线的内导体通过阻抗变换阶梯与脊波导的下脊固接，所述第一脊段为矩形块结构且位于阻抗变换阶梯的正上方，所述第二脊段与所述下脊上下对称设置且二者相对设置的一面均为斜面，沿同轴线到圆台段方向，第二脊段及下脊的厚度均逐渐变小，所述过渡块插设在脊波导内的第二脊段与下脊之间，且圆台段的大端卡设在脊波导的一端，所述圆柱段上加工有若干沿其轴向分布的第一空气孔，所述过渡块上加工有若干沿其长度方向分布的第二空气孔。

技术领域

本发明涉及一种用于18-40GHz频段的超宽带介质棒天线，属于无线电技术领域。

背景技术

介质棒天线具有增益高、口径小的优点，因此，在微波测量和电磁兼容测试中介质棒天线得到了大量应用。

根据微波测量系统的宽带要求，K波段是18-26.5GHz，Ka波段是26.5-40GHz，但在现有技术中因工作频带的宽度不够，在测试中需要两个天线才能实现全覆盖，导致资源的浪费；

同时现有技术在18-40GHz频段内，高频处方向图易发生分裂，会带来增益下降，副瓣电平升高等问题，会影响测量结果，不能用于这种微波测量系统。

申请号为201710779929.2的发明专利申请公开了一种小口径高增益宽频带的介质棒天线，根据其说明书的记载，其在18-36GHz的频率范围内天线的反射系数低于10dB，相对带宽达到了66.7％，增益的仿真结果表明天线在18-29GHz的增益与20lgf成正相关关系。在18-40GHz频段其依然存在无法完全覆盖的问题以及高频处方向图易发生分裂的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有的介质棒天线工作频带窄，不能完全覆盖18-40GHz频段以及高频处方向图分裂的问题，进而提供了一种用于18-40GHz频段的超宽带介质棒天线。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于18-40GHz频段的超宽带介质棒天线，它包括介质棒结构和馈电结构，所述介质棒结构包括首尾依次固接的圆柱段、圆台段及过渡块，所述馈电结构包括脊波导、阻抗变换阶梯及同轴线，

同轴线的外导体通过金属板与脊波导的上脊固接，同轴线的内导体通过阻抗变换阶梯与脊波导的下脊固接，

所述脊波导的上脊包括第一脊段和第二脊段，所述第一脊段为矩形块结构且位于阻抗变换阶梯的正上方，所述第二脊段与所述下脊上下对称设置且二者相对设置的一面均为斜面，沿同轴线到圆台段方向，第二脊段及下脊的厚度均逐渐变小，

所述过渡块插设在脊波导内的第二脊段与下脊之间，且圆台段的大端卡设在脊波导的一端，

所述圆柱段上加工有若干沿其轴向分布的第一空气孔，所述过渡块上加工有若干沿其长度方向分布的第二空气孔，

其中若干第一空气孔的直径及若干第二空气孔的直径均为渐变设置，且第一空气孔的轴线及第二空气孔的轴线均竖直设置。

进一步地，圆柱段沿其轴向开设有中心通孔。

进一步地，过渡块的上、下两端面对称加工有插槽，过渡块通过两个插槽插设在脊波导内的第二脊段与下脊之间。

进一步地，若干第一空气孔呈两排等距排列，位于同一排的若干第一空气孔沿圆柱段的长度方向直径渐变设置。

进一步地，圆柱段上远离圆台段的一端到靠近圆台段的一端方向，若干第一空气孔的直径逐渐变小。

进一步地，位于同一排的若干第一空气孔共分为七组，每组内的若干第一空气孔直径相同。