专利名称：圆极化超宽波束天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种波导结构的圆极化超宽波束天线，特别适用于象毫米波这类高频段波导结构形式的天线获得超宽角域范围内的波束覆盖。
背景技术：
在一些点对多点或点对宽角域范围内移动目标的通信应用场景中，需要天线具有宽空域角覆盖的方向图，目前虽有一些天线形式能够得到极宽的前向辐射波束，如四臂螺旋天线、微带介质天线、折尾十字振子天线等。但是这类天线由于都呈现线天线的结构形式，因此当其用于如象毫米波这样的高频段时，会因其结构尺寸微小，带来自身结构强度差的问题，同时由于天线结构细小，公差要求高，不仅研制成本高、生产的一致性也不容保证，导致产品的产成品率降低。在电气性能上，天线的结构细小还会增大电磁波在天线上的损耗，使天线的辐射效率下降，因此天线设计师面对高频段天线进行设计时常常会倾向于选取那些具有波导结构的天线形式。然而波导结构的天线口径面受波导最小截止尺寸的限制，并不能随意缩小，这就为波导结构天线扩展波束宽度带来了困难。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能够用波导结构实现宽角辐射的圆极化波束的天线形式，以解决波导结构天线获得宽波束的问题。本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是一种波导结构的圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化波的柱形波导结构(圆形或正方形截面)，其特征在于，在所述波导结构的波导辐射口附近，设有一个将波导辐射波向外空间宽角域范围扩散的波束扩展机构，所述波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口 6周边附近的金属衬环3和通过一个绝缘介质支撑物4支撑在所述波导辐射口 6正上方的金属圆盘5。本实用新型的有益效果是本实用新型通过具有形成圆极化波的波导结构，利用放置在波导辐射口附近的波束扩展机构，对波导辐射口辐射出来的电磁波进行适当散射和反射，以获得波导口前面极宽空间角域范围内的辐射波束方向图。利用本实用新型的波束扩展机构，可使波导天线前向辐射的圆极化波瓣宽度达到140°以上，从而解决波导结构天线波束宽度较窄的问题。本实用新型适用于高频段工作的具有波导结构形式的天线。
以下结合附图
和实施例对本实用新型专利作进一步说明。图I是本实用新型所述圆极化超宽波束天线的构造示意图。图中1圆极化波导段,2波导馈电端口，3金属衬环,4介质支撑机构,5金属圆盘，6波导辐射口。
具体实施方式
参阅图I。在下述用波导结构实现圆极化超宽波束天线的一个最佳实施例中，所述圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化波的柱形波导结构，本实施例的波导结构可以是如图所示的圆极化形成波导段I。该圆极化波导段I用于把从波导馈电端口 2馈入的线极化模式的电磁波转换成圆极化波模式，其实现方式可以是业内在设计圆极化器中普遍采用的任何技术，如在金属波导壁上加装系列金属螺钉、介质极化片或正交馈电等等，也可以通过正交馈电方式实现波导内的圆极化波传输。波导圆极化器I将波导馈电端口 2进入的线极化波转换成圆极化波，然后从该圆波导的开口辐射出去。所述波导结构形式可以是圆形的、也可以是矩形的，甚至还可以是多边形的。通过圆极化波导段I后转换成的圆极化电磁波从波导辐射口 6向外部空间辐射。用于将波导辐射波束向外部宽角域扩散的波束扩展机构设置在上述波导辐射口 6附近。该波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口周边的金属衬环3和通过一个绝缘介质支撑机构4支撑在所述波导辐射口 6正上方的金属圆盘5，其中设置在波导辐射口 6正上方的金属 圆盘5和波导口周边金属衬环3的尺寸以及金属圆盘5距波导开口的距离都可通过试验进行调整，以使金属圆盘5和圆环状金属衬盘3对波导口出射的电磁波进行适当散射和反射后得到的电磁波空间角域分布满足对所需天线波束宽度的要求。为了使金属圆盘5悬置在 波导口的正上方，需要用一绝缘介质支撑机构4将其支撑，出于结构紧凑起见，介质支撑机构4可直接固联在波导口周边的金属环3上，当然也可以固联在天线周边的其它结构物件上。
权利要求1.一种圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化波的柱形波导结构，其特征在于，在所述波导结构的波导辐射口附近设有一个将波导辐射波束向外部空间宽角域扩散的波束扩展机构，所述波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口外沿的金属衬环(3)以及通过一个绝缘介质支撑物(4)支撑在所述波导辐射口(6)正上方的金属圆盘(5)。
2.按权利要求I所述的圆极化超宽波束天线，其特征在于所述波导结构是一个能够把下端波导馈电端口(2)馈入的线极化模式的电磁波转换成圆极化波模式的波导圆极化器(I)。
3.按权利要求I所述的圆极化超宽波束天线，其特征在于金属圆盘(5)在波导口上方的位置以及自身的尺寸大小是能将波导开口辐射出来的圆极化电磁波向四周散射开来的。
4.按权利要求I所述的圆极化超宽波束天线，其特征在于波导口周边的金属衬环(3)的尺寸需要和金属圆盘(5)的尺寸相配合，以得到空间宽角域的波束分布。
5.按权利要求I所述的圆极化超宽波束天线，其特征在于用于支撑金属圆盘(5)的支撑机构(4)是用一个对电磁波影响较小的绝缘介质构成的，它立足在金属衬盘(3)上。
专利摘要本实用新型提出的一种圆极化超宽波束天线，具有一个形成圆极化导行波的柱形波导结构，在所述波导结构的波导辐射口附近设有一个将波导辐射波向外部空间宽角域扩散的波束扩展机构，所述波束扩展机构包括一个设置在波导辐射口外沿的金属衬环(3)以及通过一个绝缘介质支撑物(4)支撑在所述波导辐射口(6)正上方的金属圆盘(5)。本实用新型利用波导辐射口(6)上方尺寸适当的圆形金属盘配合波导辐射口(6)周边的金属衬环，可使天线前向辐射的圆极化波瓣宽度达到140°以上，从而解决了波导结构形式的天线扩展波束宽度上的困难。
文档编号H01Q3/24GK202434699SQ20122001631
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者段恒毅, 蒋宇志 申请人:中国电子科技集团公司第十研究所