[发明专利]高功率微波连续横向枝节缝隙径向线天线

摘要

本发明公开了一种高功率微波连续横向枝节缝隙径向线天线，目的是解决目前高功率微波天线紧凑化程度不高，功率容量有限并且在高频段应用困难等问题。本发明由同轴波导、径向线漏波波导、法兰盘、天线罩构成；同轴波导、径向线漏波波导、法兰盘、天线罩按从输入到输出的顺序共轴相连；径向线漏波波导由径向线底板、径向线中板、短路圆柱、缝隙阵列口面、波导壁构成，缝隙阵列口面上开有沿圆周方向均匀排列的胶囊型缝隙，相邻缝隙之间加入圆环状凸字形台阶构成辐射枝节。本发明可有效改善天线的辐射特性，获得较高的增益和良好的口面电场分布，有效抑制缝隙阵列栅瓣的产生，功率容量高，可应用于高频段的高功率微波辐射系统中。

主权项

一种高功率微波连续横向枝节缝隙径向线天线，其特征在于高功率微波连续横向枝节缝隙径向线天线由同轴波导(1)、径向线漏波波导(2)、法兰盘(3)、天线罩(4)四部分构成；定义同轴波导(1)、径向线漏波波导(2)、法兰盘(3)、天线罩(4)靠近微波源的一端为输入端，远离微波源的一端为输出端；同轴波导(1)、径向线漏波波导(2)、法兰盘(3)、天线罩(4)按从输入到输出的顺序共轴相连；同轴波导(1)一端与微波源相连作为高功率微波连续横向枝节缝隙径向线天线的输入端口，另一端与径向线漏波波导(2)的中心相连；径向线漏波波导(2)的输入端中心与同轴波导(1)相连，径向线漏波波导(2)的输出端与法兰盘(3)的输入端焊接在一起；法兰盘(3)的输入端焊接在径向线漏波波导(2)的输出端上，法兰盘(3)的输出端通过螺钉与天线罩(4)连接固定；同轴波导(1)由外导体(11)和内导体(12)构成，均为金属材料制成；径向线漏波波导(2)由径向线底板(21)，径向线中板(22)，短路圆柱(23)，缝隙阵列口面(24)、波导壁(25)构成，也均为金属材料制成；径向线底板(21)为圆环形，径向线中板(22)、缝隙阵列口面(24)为圆盘形，按从输入到输出的顺序平行排列，径向线底板(21)、缝隙阵列口面(24)与波导壁(25)共同围成一个圆柱形腔，径向线中板(22)位于圆柱形腔的中心；在径向线中板(22)与缝隙阵列口面(24)中心处，与两者圆盘面垂直方向采用短路圆柱(23)将两者进行连接；外导体(11)和内导体(12)的输入端与微波源相连；内导体(12)为实心圆柱，其直径为D1，高度为H1+H2；外导体(11)为空心圆筒，其内直径为D2，高度为H1，圆筒壁厚为s；内导体(12)同轴嵌套于外导体(11)内部，内导体(12)输出端与径向线中板(22)相连，并在连接处倒圆角，倒角半径为R2；径向线底板(21)为中心开通孔的金属圆环，径向线底板(21)的外直径为D6，中心通孔的直径与外导体(11)的内直径相同，也为D2，径向线底板(21)的中心通孔与外导体(11)的输出端焊接在一起，并在中心通孔与外导体(11)焊接处的内部边缘倒圆角，倒角半径为R1；波导壁(25)为金属圆环，波导壁(25)外直径为D6，内直径为D4，高度为H7；径向线底板(21)靠近输出端的表面与波导壁(25)靠近输入端的表面相连，波导壁(25)靠近输出端表面与缝隙阵列口面(24)靠近输入端的表面相连；缝隙阵列口面(24)上开有多个缝隙以辐射微波，缝隙阵列口面(24)的直径为D6，厚度等于缝隙的深度s1，其靠近输入端的表面与波导壁(25)靠近输出端表面相连，输出端面上焊接法兰(3)；在径向线底板(21)与波导壁(25)的连接处内侧以及缝隙阵列口面(24)与波导壁(25)连接处内侧倒圆角，倒角半径均为R4；径向线中板(22)直径为D3，厚度为H3；径向线中板(22)的边缘倒圆角，倒角半径为R3；径向线中板(22)靠近输入端表面到径向线底板(21)靠近输出端表面的距离为H2，径向线中板(22)靠近输出端表面到缝隙阵列口面(24)靠近输入端表面的距离为H4；短路圆柱(23)的输入端与径向线中板(22)靠近输出端的表面相连，短路圆柱(23)的输出端与缝隙阵列口面(24)靠近输入端的表面相连；短路圆柱(23)、径向线中板(22)以及缝隙阵列口面(24)同轴；短路圆柱(23)的直径为D7，高度为H4；法兰盘(3)为圆环状，采用金属材料制成，其外直径为D6，内直径为D5，高度为H5；法兰盘(3)的一端焊接在缝隙阵列口面(24)上，另一端通过螺钉与天线罩(4)固定连接；天线罩(4)为圆盘状，采用聚四氟乙烯制成，天线罩(4)的直径为D6，厚度为H6，天线罩(4)通过螺钉与法兰盘(3)固定连接；缝隙阵列口面(24)上开的缝隙是沿圆周方向均匀排列的胶囊型缝隙，相邻缝隙之间加入圆环状凸字形台阶构成辐射枝节；缝隙共有N圈，N为缝隙圈数，N为正整数；最里圈缝隙中心即缝隙单元径向的中心距离缝隙阵列口面(24)中心的距离为ρ1，相邻缝隙的中心间距均为d，最里圈缝隙为第1圈，第n圈缝隙的宽度用wn表示，第n圈缝隙中心到缝隙阵列口面(24)中心的距离为ρn，且ρn＝ρn‑1+d,2＜n＜N；第n圈缝隙的一个胶囊的中心处弧长为l1+wn，l1为常量，缝隙的深度为s1；凸字型台阶有3级子台阶，每级子台阶的高度均为s1，最里圈凸字形台阶顶部宽度为s3，其余台阶宽度均为s2，凸字型台阶以及缝隙边缘倒圆角，倒角半径均为R5。