强电磁波角锥喇叭天线的制作方法

本实用新型涉及电磁波发射技术领域，具体的涉及一种强电磁波角锥喇叭天线。

背景技术：

电磁波，是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。当电磁波的功率超过10MW时，称为强电磁波。当强电磁波作用于不同仪器设备时，电子信息系统，可产生功能扰乱、硬件损伤等影响。发射天线工作性能的好坏对强电磁波的不良作用有重要影响。

现有强电磁波产生装置多利用螺旋天线和密封罩的方式来辐射强电磁波，但大型螺旋天线通常需要介质柱等支撑结构，系统结构容易出现晃动，影响发射效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种强电磁波角锥喇叭天线，该实用新型解决了现有辐射强电磁波的天线冗余结构过多，支持机构稳定性较差，影响发射效果的技术问题。

本实用新型提供一种强电磁波角锥喇叭天线，包括：喇叭状变张角角锥结构、介质透镜和发射端面，变张角角锥结构的第一端上设有矩形注入口，输入端口设置于矩形注入口上；变张角角锥结构的第二端上罩设介质透镜，介质透镜的一面为平面，另一相对面为凸起的圆柱端面；矩形注入口的内径长为a_in，内径宽为b_in，且b_in<a_in，2a_in≥λ≥a_in，λ为电磁波的波长。

进一步地，变张角角锥结构包括第一角锥结构和第二角锥结构，第一角锥结构的第一端上形成矩形注入口，第一角锥结构的第二端与第二角锥结构的第一端相连接。

进一步地，第一角锥结构的第二端的宽为b₁，长为a₁；第二角锥结构的第二端的宽为b₂，长为a₂，a_in≤a₁≤a₂，b_in≤b₁≤b₂。

进一步地，介质透镜的圆柱端面的圆柱中心轴线为BB'，中心轴线BB'的中心点距离输入端口外端面中心点的长度为l，圆柱端面的圆柱半径

进一步地，变张角角锥结构为金属导电材料制成。

进一步地，变张角角锥结构为不锈钢、铝、铜或铁制成。

进一步地，介质透镜为低损耗透波材料制成。

进一步地，介质透镜为聚乙烯、聚四氟乙烯制成。

本实用新型的技术效果：

本实用新型提供强电磁波角锥喇叭天线，结构简单、发射性能稳定、有效发射强电磁波的发射天线。可对输入的电磁波以较好的方向性向外发射，对提高电磁波的辐射性能具有重要意义。

具体请参考根据本实用新型的强电磁波角锥喇叭天线提出的各种实施例的如下描述，将使得本实用新型的上述和其他方面显而易见。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例提供的强电磁波角锥喇叭天线主视立体示意图；

图2是本实用新型优选实施例提供的变张角角锥结构立体和主视示意图，a)为从变张角角锥结构的喇叭口向内看；b)是变张角角锥结构的主视；

图3是本实用新型优选实施例提供的介质透镜示意图，a)为圆柱形凸起坐标结构；b)为介质透镜主视剖视示意图。

图例说明：

1、变张角角锥结构；11、第一角锥结构；12、第二角锥结构；2、介质透镜；3、输入端口；4、发射端面。

具体实施方式

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

参见图1，本实用新型提供的一种强电磁波角锥喇叭天线，包括：变张角角锥结构1、介质透镜2和发射端面4。变张角角锥结构1的第一端上设有矩形注入口，输入端口3设置于矩形注入口上。变张角角锥结构1的第一端设置矩形输入端口3。变张角角锥结构1的第二端上罩设介质透镜2。介质透镜2的一面为平面，另一相对面为凸起的圆柱端面，该端面为发射端面4。介质透镜2的平面与变张角角锥结构1相连接。介质透镜2为平面-圆柱端面的介质透镜2，它和变张角型角锥结构具有相同的中心轴线AA'。矩形注入口内径长为a_in，内径宽为b_in，且b_in<a_in。2a_in≥λ≥a_in，λ为电磁波的波长。按此尺寸设置矩形注入口能有效提高该天线对强电磁波的辐射。

这样，变张角角锥结构1和平面-圆柱端面介质透镜2就构成了一个强电磁波角锥喇叭天线。

参见图2中，变张角角锥结构1从第一端到第二端的截面积均匀增大。强电磁波角锥喇叭天线为轴对称结构。图1中的AA'为天线的中心轴线。

优选的，变张角角锥结构1包括第一角锥结构11和第二角锥结构12，第一角锥结构11的第一端上形成矩形注入口，输入端口3与矩形注入口相连接。第一角锥结构11的第二端与第二角锥结构12的第一端相连接。第一角锥结构11的矩形注入口的截面积小于第二端的截面积。第二角锥结构12的第一端的截面积等于第一角锥结构11第二端的截面积，第二角锥结构12的第一端的截面积小于第二端的截面积。第一角锥结构11的第二端的宽为b₁，长为a₁，轴向长度为l₁。第二角锥结构12的第二端的宽为b₂，长为a₂，轴向长度为l₂。

以上的参数l_k、a_k和b_k决定，k的取值为1、2，其中l_k为第k个角锥结构的轴向长度。为保证本实用新型发射性能，l_k、a_k和b_k可根据具体要求的发射性能优化设计选择，原则上l_k、a_k和b_k的取值可以无限大。具体设计时，l_k、a_k和b_k的选择可根据电磁波中心频率、带宽要求，由电磁场仿真软件优化设计。

优选的，变张角角锥结构1中，其取值应当满足a_in≤a₁≤a₂，b_in≤b₁≤b₂。

参见图3，优选的，介质透镜2圆柱端面的圆柱中心轴线为BB'，且与变张角型角锥结构的宽边a₂平行。中心轴线BB'中心点距离输入端口3外端面中心点的长度为l，圆柱端面的圆柱半径R可根据发射电磁波方向性要求，由电磁场仿真软件优化设计。

使用时，从输入端口3注入的矩形波导模经过优化设计的变张角角锥结构1过渡转换成球面波，再经由介质透镜2作用转换成平面波向外传输。同时，介质透镜2可作为变张角角锥结构1的天线罩。通过设置介质透镜2可以实现对变张角角锥结构1的内部填充惰性气体或抽真空处理。从变张角角锥结构1输入端口3注入的矩形波导模会在角锥结构口面处形成球面波，介质透镜2可以使该球面波在经过透镜后以近似平面波发射，提高了强电磁波发射的方向性。

本实用新型提供的强电磁波角锥喇叭天线根据强电磁波性能参数设计变张角角锥结构1，能实现电磁波以较好的方向性向外发射，工作性能稳定。该天线结构简单、加工成本低廉。

具体的，矩形注入口的尺寸和喇叭口面可根据电磁波的工作波段调整。变张角角锥结构1和介质透镜2构成的腔体，可根据要求充入惰性气体也可通过抽真空处理。

优选的，变张角角锥结构1为金属导电材料制成，更优选为不锈钢、铝、铜或铁；介质透镜2为低损耗透波材料制成，更优选为聚乙烯、聚四氟乙烯。

本领域技术人员将清楚本实用新型的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本实用新型的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本实用新型，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本实用新型并不限于所公开的实施例。

通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本实用新型时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本实用新型的范围的限制。