一種雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線電測量領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種用于RE102比對(duì)試驗(yàn)和電磁環(huán)境監(jiān) 測的標(biāo)準(zhǔn)福射源天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 標(biāo)準(zhǔn)福射源天線是RE102比對(duì)試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)福射源的發(fā)射天線，用于發(fā)射超寬帶水 平全向福射信號(hào)。RE102是軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求中的一項(xiàng)測試試驗(yàn)，電 場福射發(fā)射頻率范圍為IOkHz~18GHz(本設(shè)計(jì)針對(duì)RE102試驗(yàn)中的高頻段IG化~18GHz進(jìn)行 設(shè)計(jì)）。標(biāo)準(zhǔn)福射源天線還可W應(yīng)用于電磁環(huán)境監(jiān)測、屏蔽效能測試、暗室歸一化場地衰減 測量和場地駐波比測量。標(biāo)準(zhǔn)福射源天線為垂直極化、水平全向的超寬帶天線，目前天線形 式只有超寬帶振子天線，而超寬帶振子天線一般有雙錐天線、盤錐天線及其衍生類型。振子 天線是由對(duì)稱放置的兩個(gè)振子組成，在垂直極化條件下為垂直方向?qū)ΨQ放置的上振子和下 振子，利用其外表面進(jìn)行信號(hào)福射和接收。從現(xiàn)有技術(shù)的雙錐、盤錐天線性能測試結(jié)果中發(fā) 現(xiàn)，雙錐天線、盤錐天線的主波束方向隨頻率不同而偏向上振子方向或下振子方向，導(dǎo)致其 在水平方向增益較低，不能滿足相關(guān)試驗(yàn)所要求的水平全向性要求和最低功率水平要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了加強(qiáng)超寬帶振子天線在水平方向的電磁能量束縛能力和增益，本發(fā)明提出一 種雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線，解決目前標(biāo)準(zhǔn)福射源天線主波束方向隨頻率不同偏離水平方 向、導(dǎo)致增益低的問題。
[0004] 本發(fā)明的雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線，包含上振子、下振子、連接裝置。
[0005] 所述上振子和下振子為導(dǎo)電體;所述上振子和下振子的外表面為相同形狀的旋轉(zhuǎn) 拋物面;所述上振子和下振子的外表面的旋轉(zhuǎn)曲線方程為：
[0007]其中A為福射間距，k為指數(shù)項(xiàng)系數(shù)，C為斜率
[000引所述上振子的中部有第一安裝孔;所述下振子的中部有第二安裝孔;所述連接裝 置包含同軸連接器、內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體;所述同軸連接器帶有法蘭盤底座;所述內(nèi)導(dǎo)體為圓柱 形;所述絕緣體為圓柱形套筒;所述絕緣體的內(nèi)直徑等于所述內(nèi)導(dǎo)體的直徑、且等于所述第 一安裝孔的直徑;所述絕緣體的外直徑等于所述第二安裝孔的直徑;所述內(nèi)導(dǎo)體的長度大 于所述絕緣體的長度，所述絕緣體的長度大于所述第二安裝孔的深度。
[0009] 所述連接裝置在裝配狀態(tài)下，所述內(nèi)導(dǎo)體位于所述絕緣體的套筒內(nèi)，所述內(nèi)導(dǎo)體 第一端和所述絕緣體的第一端齊平，連接于所述同軸連接器忍部;所述內(nèi)導(dǎo)體的第二端延 伸到所述絕緣體的第二端外部。
[0010] 所述雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線在裝配狀態(tài)下，所述連接裝置通過所述第二安裝孔與 所述下振子配合，所述同軸連接器的法蘭盤底座通過緊固螺釘與所述下振子的內(nèi)表面固定 連接;所述絕緣體第二端的端面接觸并支撐于所述上振子的外表面，所述內(nèi)導(dǎo)體第二端延 伸至所述第一安裝孔，和所述上振子接觸;在裝配狀態(tài)下，所述絕緣體第二端露出所述第二 安裝孔部分的長度為福射間距。
[0011] 作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，所述內(nèi)導(dǎo)體的外表面和所述第一安裝孔的內(nèi)表 面有對(duì)應(yīng)的螺紋;所述內(nèi)導(dǎo)體和所述上振子通過所述螺紋連接。
[0012] 作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，所述內(nèi)導(dǎo)體的長度大于所述絕緣體的長度和第 一安裝孔深度之和；進(jìn)一步地，在裝配狀態(tài)下，內(nèi)導(dǎo)體的第二端通過緊固螺絲與上振子連 接。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，在所述絕緣體第二端和所述上振子外表面相接 觸的范圍，所述絕緣體第二端的端面和所述上振子的外表面共形。
[0014] 作為本發(fā)明的最佳實(shí)施例，所述絕緣體采用聚四氣乙締材質(zhì)，其介電常數(shù)為2.08。
[0015]作為本發(fā)明的典型實(shí)施例，所述旋轉(zhuǎn)曲線方程的指數(shù)項(xiàng)系數(shù)為0.06,斜率為0.1， 福射間距為2mm，所述上振子和所述下振子的半徑最大值為48.5mm。
[0016] 本發(fā)明有益效果如下：
[0017] 本發(fā)明的實(shí)施例采用改變振子縫隙為曲線間隔的方式，增強(qiáng)對(duì)電磁能量的束縛， 保證阻抗匹配，增強(qiáng)了超寬帶振子天線在水平方向增益。本發(fā)明的雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線 的上振子和下振子之間的縫隙相對(duì)傳統(tǒng)振子天線減小一個(gè)數(shù)量級(jí)，在束縛電磁能量的同時(shí) 保證阻抗匹配，實(shí)現(xiàn)超寬帶振子天線的水平全向性，并增強(qiáng)超寬帶振子天線在水平方向的 增益，超寬帶雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線可W作為標(biāo)準(zhǔn)福射源天線，應(yīng)用于RE102比對(duì)試驗(yàn)和電 磁環(huán)境監(jiān)測等試驗(yàn)。高增益超寬帶雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線可作為高頻標(biāo)準(zhǔn)福射源天線，用 于電磁兼容性能比對(duì)、核查和故障診斷。高增益超寬帶雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線還可應(yīng)用于 電磁環(huán)境監(jiān)測、屏蔽效能測試、暗室歸一化場地衰減測量和場地駐波比測量。本發(fā)明的典型 實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了超寬帶（IG化~18GHz)范圍的水平全向標(biāo)準(zhǔn)福射場。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其 他的附圖。
[0019] 圖1是雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線結(jié)構(gòu)實(shí)施例(含電氣封裝部），包括(a)垂直剖面圖， (b)側(cè)視圖，（C)立體圖；
[0020] 圖2是雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線結(jié)構(gòu)圖，包括(a)上振子結(jié)構(gòu)圖，（b)下振子結(jié)構(gòu)圖， (C)連接裝置結(jié)構(gòu)圖，（d)內(nèi)導(dǎo)體、絕緣體與同軸連接器忍部一體成型；
[0021] 圖3是雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線仿真模型圖，包括(a)天線模型包含上振子和下振 子，（b)天線模型進(jìn)一步包含電氣封裝部，（C)天線模型進(jìn)一步包含天線罩；
[0022] 圖4是天線駐波VSWR仿真結(jié)果圖；
[0023]圖5是天線17.6G化增益水平全向性仿真結(jié)果；
[0024] 圖6是裝配有天線罩的雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線外形圖（含電氣封裝部）；
[0025]圖7是天線罩厚度優(yōu)化仿真結(jié)果；
[0026] 圖8是雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線結(jié)構(gòu)圖（含電氣組成部分）；
[0027] 圖9是電氣組成部分原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線，目 的在于增強(qiáng)超寬帶振子天線在水平方向增益。下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例作 進(jìn)一步地詳細(xì)描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得 的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029] 圖1是雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線結(jié)構(gòu)實(shí)施例(含電氣封裝部），包括(a)垂直剖面圖， (b)側(cè)視圖，（C)立體圖。雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線的部件包含:上振子1、下振子2、連接裝置3、 支撐柱4、天線罩15和電氣封裝部16。
[0030]所述上振子和下振子為導(dǎo)電體;所述上振子和下振子的外表面10,20為相同形狀 的旋轉(zhuǎn)拋物面;所述上振子和下振子的外表面的旋轉(zhuǎn)曲線方程為：
公式1
[0032] 其中A為福射間距，k為指數(shù)項(xiàng)系數(shù)，C為斜率
[0033]所述連接裝置3的功能是天線饋電，將上、下振子匹配連接，所述支撐柱4將所述下 振子與所述電氣封裝部16固定連接，起到支撐作用。所述天線罩15與所述電氣封裝部活動(dòng) 連接并將所述上振子和下振子的罩住，用于保護(hù)上下振子。為了盡量減小對(duì)天線福射性能 的影響，所述支撐柱4和所述天線罩15使用絕緣材料(例如聚四氣乙締）。
[0034] 圖2是雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線結(jié)構(gòu)圖，包括(a)上振子結(jié)構(gòu)圖，（b)下振子結(jié)構(gòu)圖， (C)連接裝置。
[0035] 如圖2(a)所示，所述上振子的中部有第一安裝孔11;
[0036] 如圖2(b)所示，所述下振子的中部有第二安裝孔21;
[0037] 如圖2(c)所示，所述連接裝置包含同軸連接器31、內(nèi)導(dǎo)體33、絕緣體32;所述同軸 連接器帶有法蘭盤底座311;所述內(nèi)導(dǎo)體為圓柱形;所述絕緣體為圓柱形套筒;所述絕緣體 的內(nèi)直徑等于所述內(nèi)導(dǎo)體的直徑、且等于所述第一安裝孔的直徑;所述絕緣體的外直徑等 于所述第二安裝孔的直徑;所述內(nèi)導(dǎo)體的長度大于所述絕緣體的長度，所述絕緣體的長度 大于所述第二安裝孔的深度。
[0038] 所述連接裝置在裝配狀態(tài)下，通過連接器設(shè)計(jì)加工工藝使所述同軸連接器31、內(nèi) 導(dǎo)體33、絕緣體32緊固為一體，所述內(nèi)導(dǎo)體位于所述絕緣體的套筒內(nèi)，所述內(nèi)導(dǎo)體第一端 331和所述絕緣體的第一端321齊平，連接于所述同軸連接器忍部312;所述內(nèi)導(dǎo)體的第二端 332延伸到所述絕緣體的第二端322外部。
[0039] 所述雙旋轉(zhuǎn)拋物面振子天線在裝配狀態(tài)下，所述連接裝置通過所述第二安裝孔與 所述下振子配合，所述同軸連接器的法蘭盤底座通過緊固螺釘與所述下振子的內(nèi)表面固定 連接，保證電接觸良好;所述絕緣體第二端的端面接觸并支撐于所述上振子的外表面，所述 內(nèi)導(dǎo)體第二端延伸至所述第一安裝孔，和所述上振子接觸;在裝配狀態(tài)下，所述絕緣體第二 端露出所述第二安裝孔部分的長度為福射間距A。
[0040]作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，所述內(nèi)導(dǎo)體的外表面和所述第一安裝孔的內(nèi)表 面有對(duì)應(yīng)的螺紋;所述內(nèi)導(dǎo)體和所述上振子通過所述螺紋連接。
[0041]作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，所述內(nèi)導(dǎo)體的長度大于所述絕緣體的長度和第 一安裝孔深度之和；進(jìn)一步地，在裝配狀態(tài)下，內(nèi)導(dǎo)體的第二端通過緊固螺絲與上振子連 接，運(yùn)樣保證內(nèi)導(dǎo)體與上振子的電接觸良好。
[0042]作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，在所述絕緣體第二端和所述上振子外表面10相 接觸的范圍，所述絕緣體第二端的端面和所述上