寬帶開口波導天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波工程領(lǐng)域，具體而言，涉及一種寬帶開口波導天線。
【背景技術(shù)】
[0002]目前K或Ka頻段天線主要實現(xiàn)形式有波導縫隙、微帶八木、微帶貼片等幾種方案。其中，波導縫隙和微帶八木實現(xiàn)圓極化方案較為復雜，且不易實現(xiàn)組陣，所以多采用微帶貼片的實現(xiàn)形式。
[0003]微帶貼片天線由于體積小、質(zhì)量輕、剖面薄、易于與載體共形、制作工藝簡單等諸多優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用。矩形貼片切角是一種結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)的圓極化微帶天線形式，常常作為圓極化天線陣列的單元，其采用單饋形式實現(xiàn)圓極化既節(jié)省空間又便于組陣。
[0004]對于K或Ka頻段的微帶貼片天線，在工程應(yīng)用過程中，尤其是作為陣列天線單元使用時，也存在一定的不足。K或Ka頻段微帶天線陣列天線陣面加工多采用整陣或整條加工方式，若個別單元加工出現(xiàn)問題，則整陣或整條天線作廢。在安裝和使用過程中，若個別單元出現(xiàn)問題，則整陣或整條天線亦需要更換。
[0005]在圓極化天線中，軸比是一個衡量圓極化純度的重要指標。對于陣列天線，低剖面波束掃描狀態(tài)下，陣列軸比惡化較為嚴重。為了優(yōu)化陣列天線軸比，需要提高陣列單元軸比性能。此外，還需要考慮二次圓極化等陣列布局優(yōu)化方法。對于K或Ka頻段常用的矩形切角圓極化微帶天線，其饋點位置不在天線的幾何中心，在進行二次圓極化陣元旋轉(zhuǎn)時，會帶來一定的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對相關(guān)技術(shù)中小型化天線不便于安裝、拆卸的問題，本發(fā)明提供了一種寬帶開口波導天線，以至少解決上述問題。
[0007]本發(fā)明提供了一種寬帶開口波導天線，包括:金屬殼體和同軸波導轉(zhuǎn)換器，其中，
[0008]所述金屬殼體呈兩端開口的柱狀，所述金屬殼體的內(nèi)腔沿軸線方向依次為波導腔體和過度腔體，所述金屬殼體靠近所述過度腔體的末端為安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述波導腔體為橫截面呈兩頭半圓矩形的柱狀，所述金屬殼體上位于所述兩頭半圓矩形的直線邊中點處的外壁上設(shè)置有開孔；
[0009]所述同軸波導轉(zhuǎn)換器包括L形探針和射頻連接器，所述L形探針用于將同軸信號轉(zhuǎn)換為線極化信號在所述波導腔中傳播，其中，所述L形探針的第一部分通過所述開孔與所述金屬殼體固定連接，所述第一部分與所述軸線以及所述兩頭半圓矩形的直線邊垂直；所述L形探針的第二部分沿所述軸線貫穿所述波導腔體延伸至所述過度腔體中，所述第二部分與所述射頻連接器的一端固定連接；所述射頻連接器沿所述軸線延伸至所述過度腔體夕卜，以使所述射頻連接器的另一端可與射頻通道可拆卸連接；
[0010]所述過度腔中填充有填充物，所述填充物用于阻抗匹配過渡；所述波導腔體中填充有高介電常數(shù)介質(zhì)。
[0011]可選地，所述寬帶開口波導天線還包括:圓極化器，設(shè)置在所述金屬殼體靠近所述波導腔體的末端，所述圓極化器與所述L形探針的第一部分呈45度角，用于實現(xiàn)天線圓極化。
[0012]可選地，所述圓極化器為微帶貼片，所述微帶貼片由微波板腐蝕而成，所述微波板一面的覆銅全部腐蝕，所述微波板的另一面保留矩形覆銅，所述矩形覆銅與所述L形探針的第一部分呈45度角。
[0013]可選地，所述L形探針的第二部分與所述外射頻連接器的所述一端焊接。
[0014]可選地，所述填充物包括:空氣介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。
[0015]可選地，所述絕緣介質(zhì)為聚四氟乙烯介質(zhì)。
[0016]可選地，所述安裝結(jié)構(gòu)包括法蘭和銑角，其中，所述法蘭用于天線軸向方向安裝固定，所述銑角用于天線周向方向安裝固定。
[0017]可選地，所述高介電常數(shù)介質(zhì)為聚醚酰亞胺。
[0018]可選地，所述金屬殼體呈圓柱狀。
[0019]通過本發(fā)明，實現(xiàn)了便于安裝和拆卸的寬帶開口波導天線。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的寬帶開口波導圓極化天線結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的開口波導圓極化天線組陣二次圓極化的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]圖1給出了小型化寬帶開口波導圓極化天線的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，小型化寬帶開口波導圓極化天線由同軸波導轉(zhuǎn)換器、矩形波導腔、圓極化器和安裝結(jié)構(gòu)等部分組成。同軸波導轉(zhuǎn)換器采用L型探針SI將同軸信號轉(zhuǎn)換為線極化信號在矩形波導腔中傳播，可選地該矩形為兩頭半圓矩形。不同于一般同軸波導轉(zhuǎn)化器的側(cè)饋方式，L型探針實現(xiàn)了天線底部饋電，方便天線安裝。
[0025]L型探針采取與天線對外射頻連接器一體化設(shè)計?？蛇x地，L型探針SI與天線射頻連接器內(nèi)導體S2 —體化焊接，通過過度腔體中的混合介質(zhì)段阻抗匹配過渡，實現(xiàn)了同軸波導轉(zhuǎn)換器小型化設(shè)計?？蛇x地，混合介質(zhì)段可以由空氣介質(zhì)S7和聚四氟乙烯介質(zhì)S8組成，可以有效抵消天線與射頻通道接插件對插后產(chǎn)生的感性阻抗。
[0026]圖1中矩形波導腔S3采取高介電常數(shù)介質(zhì)填充，以縮小腔體尺寸、實現(xiàn)天線小型化，滿足陣列天線陣元間距要求。介質(zhì)根據(jù)需要可以采用聚醚酰亞胺，也可以根據(jù)需要采用其他高介電常數(shù)且電性能穩(wěn)定的材質(zhì)。矩形波導腔的尺寸及長寬比可以根據(jù)工作頻率進行設(shè)計。
[0027]圖1中在矩形波導腔S3末端安裝與線極化方向成45°夾角的微帶貼片S4以實現(xiàn)天線圓極化。微帶貼片S4由微波板腐蝕而成，微波板一面的覆銅全部腐蝕，另一面保留矩形覆銅。矩形覆銅與波導線極化方向成45°夾角，將波導線極化信號轉(zhuǎn)化為空間上相互垂直且相位相差90°的兩個信號，形成圓極化。通過改變覆銅的長寬比，可以優(yōu)化圓極化的軸比。通過改變微帶貼片S4的安裝旋向，與波導線極化方向成+45°夾角或-45°夾