一种介质透镜加载喇叭天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微波技术领域，具体地涉及到一种介质透镜加载喇叭天线，主要应用于近距离点对点微波通讯、近距离雷达测距等领域中。
【背景技术】
[0002]目前在微波通信工程应用中，微波通信站的天线设备一般都采用抛物面天线的形式。但是在通讯距离较近情况时，可以采用圆锥喇叭天线来替代抛物面天线，这样能在保证通讯性能不变的同时又降低了通讯设备的成本，减少一些不必要的浪费。
[0003]但是目前的圆锥喇叭天线普遍存在着E面辐射方向图较差的问题，且圆锥喇叭天线要获得较高的增益，就需要大的天线口面，按照最优喇叭设计，天线的长度将会很长，这样会给结构设计、安装等带来一些困难，无法微波通讯设备小型化的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提出了一种介质透镜加载喇叭天线，通过在圆锥喇叭天线输出端口处设置特定结构形状的介质透镜，使得圆锥喇叭天线的辐射方向图得到了很好的改善，同时还具有良好的驻波特性。相比圆锥喇叭天线，该天线结构长度大大缩短，实现了微波通讯设备的小型化要求，减小通讯设备在工程应用过程中的安装及调试难度。
[0005]考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种介质透镜加载喇叭天线，包括圆锥喇叭[2]，设置在圆锥喇叭[2]输入端的矩-圆波导转换器[I]，设置在圆锥喇叭[2]输出端的介质透镜[3]以及透镜固定扣环[4]。
[0007]所述矩-圆波导转换器[I]内部结构为矩形口径面向圆口径面渐变的形式，实现矩形波导TElO模向圆波导TEll模的过渡转换。介质透镜[3]形状为双曲面轮廓，该介质透镜
[3]外侧表面均分为4个扇形面，4个扇形面带有台阶结构[5]，每个扇形面凸出介质透镜[3]外侧表面的高度不同，校正出口面的相位差，改变天线的驻波特性，该介质透镜[3]通过透镜固定扣环[4]固定设置在圆锥喇叭[2]输出端，以校正圆锥喇叭[2] 口面相位差，实现喇叭天线内球面波向平行波的转换。
[0008]其特征在于，所述介质透镜[3]的透镜材料为介电常数为2.2的teflon介质。
[0009]本实用新型的结构可应用于近距离点对点微波通讯、近距离雷达测距等领域。本实用新型具有以下优点:
[0010](I)该天线与传统的圆锥喇叭天线相比，不仅在辐射方向图上有很大的改善，而且天线结构长度尺寸大大缩短。
[0011](2)该天线与传统的介质透镜天线相比，改善了天线的驻波特性。
[0012](3)该结构天线的输入接端口为标准的矩形波导口，不需要外接转换器，可以直接与设备连接，更具工程实用性。
【附图说明】
[0013]图1为圆锥喇叭天线的结构示意图；
[0014]图2为介质透镜天线的表面未加台阶的天线结构示意图；
[0015]图3为介质透镜加载喇叭天线结构示意图；
[0016]图4为介质透镜加载喇机天线结构立体图；
[0017]图5为圆锥喇叭天线天线在25GHz处的辐射方向图；
[0018]图6为圆锥喇叭天线的驻波曲线图；
[0019]图7为介质透镜天线的表面未加台阶的时在25GHz处的辐射方向图；
[0020]图8为介质透镜天线的表面未加台阶的时天线的驻波曲线图；
[0021 ]图9为按照本实用新型实施例的介质透镜天线在25GHz处的辐射方向图；
[0022]图10为按照本实用新型实施例的介质透镜天线的驻波曲线图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0024]如图1所示，本实施例是一种介质透镜加载喇叭天线，包括矩-圆波导转换器[I]、圆锥喇叭[2]、设介质透镜[3]以及透镜固定扣环[4]等部分。矩-圆波导转换器[I]内部结构为矩形口径面向圆口径面渐变的形式，实现矩形波导TElO模向圆波导TEll模的过渡转换。
[0025]介质透镜[3]校正圆锥喇叭[2]口面相位差，实现喇叭天线内球面波前向平行波前的转换，以改善天线的辐射方向图，提高天线增益。其形状为双曲面轮廓，透镜材料选用介电常数为2.2的teflon介质，并且介质透镜表面开有台阶结构[5]，每个扇形面凸出介质透镜[3]外侧表面的高度不同，校正出口面的相位差，改变天线的驻波特性。介质透镜[3]通过透镜固定扣环[4]固定在圆锥喇叭[2]输出端。
[0026]在结构上选用口径直径为130mm，高度为150mm，输入端口为矩形口面(8.64mm*4.32mm)的圆锥喇叭天线，如图1所示，其辐射方向图及端口驻波曲线如图5、图6所示。在此圆锥天线的基础上对其输出口面部分加载介质透镜，透镜高度为28.8mm 口径直径为130mm，如图2所示，其辐射方向图及端口驻波曲线如图7、图8所示，通过结果对比可以看出圆锥天线加载介质透镜后天线辐射方向图明显得到了改善，但是其端口驻波特性变得稍差。
[0027]按照本实用新型发明实施的天线在透镜表面开4个高度分别为0.4mm、2.4mm、
0.4mm、2.4mm的扇形台阶，如图3，4所示，其辐射方向图及端口驻波曲线如图9、图10所示，可以看出按照该发明实施的天线具有良好的辐射方向图及驻波特性，结构尺寸大大缩短，满足小型化要求。
【主权项】
1.一种介质透镜加载喇叭天线，包括圆锥喇叭[2]，设置在圆锥喇叭[2]输入端的矩-圆波导转换器[I]，设置在圆锥喇叭[2]输出端的介质透镜[3]以及透镜固定扣环[4]; 所述矩-圆波导转换器[I ]内部结构为矩形口径面向圆口径面渐变的形式，实现矩形波导TElO模向圆波导TEll模的过渡转换;介质透镜[3]形状为双曲面轮廓，该介质透镜[3]夕卜侧表面均分为4个扇形面，4个扇形面带有台阶结构[5]，每个扇形面凸出介质透镜[3]外侧表面的高度不同，校正出口面的相位差，改变天线的驻波特性，该介质透镜[3]通过透镜固定扣环[4]固定设置在圆锥喇叭[2]输出端，以校正圆锥喇叭[2] 口面相位差，实现喇叭天线内球面波向平行波的转换。2.如权利要求1所述的一种介质透镜加载喇叭天线，其特征在于:所述介质透镜[3]的透镜材料为介电常数为2.2的teflon介质。
【专利摘要】本实用新型提供了一种介质透镜加载喇叭天线，包括圆锥喇叭[2]，设置在圆锥喇叭[2]输入端的矩-圆波导转换器[1]，设置在圆锥喇叭[2]输出端的介质透镜[3]以及透镜固定扣环[4]。本实用新型的天线不仅在辐射方向图上有很大的改善，而且天线结构长度尺寸大大缩短，改善了天线的驻波特性，同时不需要外接转换器，可以直接与设备连接，更具工程实用性。
【IPC分类】H01Q13/02, H01Q15/08, H01Q19/08
【公开号】CN205376774
【申请号】CN201521008512
【发明人】罗伦, 沈荣, 于丽爽
【申请人】中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月8日