专利名称：宽频带高性能波纹喇叭的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卫星通信天线用的馈源波纹喇叭装置，同时也适用微波接力通信、测量控制系统等场合天线的宽频带高性能馈源波纹喇叭装置。
自波纹喇叭装置问世以来，就其方向图对称、频带较宽、损耗低、交叉极化特性好等特点而被广泛地作为天线的馈源喇叭，随着卫星通信容量的日益巨增，上述波纹喇叭的频带宽度、驻波特性、交叉极化特性等指标已远远不能满足卫星通信地球站天线对其馈源波纹喇叭的要求。目前卫星通信地球站天线已应用一种全环加载波纹喇叭装置，虽该装置各项技术性能指标都较好，但它加工非常困难，报废率高，成本也高，不宜普及推广应用。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种宽频带高性能波纹喇叭，该实用新型既能满足卫星通信地球天线对其馈源波纹喇叭频带宽、交叉极化好、电压驻波比小、损耗小、远旁瓣特性好等要求，同时还具有结构紧凑、加工精度要求低、便于加工、不用调试、成本低廉等特性。
本实用新型的目的是以下述方式完成的它由光壁过渡段1、模转换段2、张角频率变换段3、辐射段4、密封盖5、密封圈6、紧固件7组成。光壁过渡段1、模转换段2、张角频率变换段3、辐射段4之间用密封圈6密封并依次用紧固件7加以固定连接，密封盖5紧配合安装在辐射段4的口面。
并且本实用新型光壁过渡段1的内径结构形状按园台状园波导过渡，或按正弦或余弦曲线连续变化的园波导过渡，并其两端口的口径直径尺寸之比为0.5至3倍，其轴向长度尺寸为端口最小口径直径尺寸的5至25倍。模转换段2的内壁由2至11个L型的环加载槽8波纹结构构成，L型的环加载槽8的槽深9、槽宽10、槽齿厚11为均匀一致波纹结构，其轴向长度尺寸为工作波长尺寸的0.5至2倍，输入端口的口径直径尺寸为工作波长尺寸的0.2至3倍。张角频率变换段3、辐射段4内壁均为直槽型12波纹结构，每段的轴向长度尺寸为工作波长尺寸的0.5至8倍，辐射段4的轴射口径直径尺寸为工作波长尺寸的1至8倍。光壁过渡段1的输入端与天线馈源的频谱复用微波网络输出端连接，辐射端4的口面辐射或接收电磁波。
本实用新型相比现有技术有如下优点1.工作频带宽，大于1.05个倍频程，而一般的波纹喇叭工作带宽却只有0.87个倍分程。
2.交叉极化特性好，交叉极化峰值电平小于负30db，而普通波纹喇叭只有负25db。
3.电压驻波比好，小于1.07比1，而普通波纹喇叭只有1.15比1。
4.远旁瓣特性好，损耗小，远旁瓣电平小于负60db，而通常波纹喇叭只有负50db。
5.结构紧凑，各喇叭段分段加工，因此便于加工，而且精度要求低，组装后不用调试，就能满足使用要求，成本低廉，适合于批量生产。
6.性能价格比明显优于其它波纹喇叭，便于推广应用。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型的结构示意图。参照图1，本实用新型由光壁过渡段1、模转换段2、张角频率变换段3、辐射段4、密封盖5、密封圈6、紧固件7组成。光壁过渡段1、模转换段2、张角频率变换段3、辐射段4之间用密封圈6密封并依次用紧固件7加以固定连接，实施例密封圈6由橡胶板冲压加工而成，密封盖5用聚四氟乙烯塑料冲压加工而成。并紧配合安装在辐射段4的口面上，使用时防止灰尘等异物进入波纹喇叭内。
本实用新型的各组成段，进行分段加工，一方面便于加工，另一方面节约材料，可降低成本。实施例各组成段均采用市售的LY12－CZ铝棒或铸铝、或市售的H62黄铜棒机械加工而成。光壁过渡段1的内径结构形状实施例按园台状园波导过渡机械加工，其作用是完成模转换段2与天线馈源网络或双工器之间的接口，并且光壁过渡段1其两端口的口径直径尺寸之比实施例采用1倍关系加工而成，其轴向长度尺寸实施例采用端口最小口径直径尺寸的23倍关系加工而成。由于采用这种结构的光壁过渡段，使得模转换段2与天线馈源网络或双工器之间的接口 实施简单易行，容易加工。
模转换段2的内壁加工成L型环加载槽8波纹结构，实施例用机械加工方法加工成4个L型环加载槽8结构，由于采用了这种L型环加载结构使光壁过渡段1中的TE11模转换成波纹喇叭中HE11模，并整个提高了波纹喇叭中交叉极化、低轴比、低损耗、低旁瓣等各项性能指标。为了使波纹喇叭在很宽的频带内实现良好的匹配，其内壁L型环加载槽8的槽深9、槽宽10、槽齿厚11加工成均匀一致波纹结构，并其轴向长度尺寸实施例选择为工作波长尺寸的0.8倍，输入端口的口径直径尺其实施例选择为工作波长尺寸的0.5倍。
张角频率变换段3、辐射段4的内壁加工成直槽型12波纹结构，张角频率变换段3内壁由于采用直槽型结构，它能很好的实现辐射段4与模转换段2之间的喇叭张角和频率的变换，辐射段4其内壁采用直槽型结构，能高性能的控制波纹喇叭的辐射特性。并其直槽型12的槽深13、槽宽14、槽齿厚15加工成均匀一致波纹结构。张角频率变换段3、轴射段4的轴向长度尺寸实施例选择为工作波长尺寸的2倍，辐射段4的口径直径尺寸实施例选择为工作波长的2倍，达到本实用新型频带宽、电压驻波特性好、远旁瓣特性好、交叉极化特性好的目的。
本实用新型简要工作原理如下当波纹喇叭工作于发射状态时，光壁过渡段1中TE11主模信号传播到模转换段2，由该段将TE11主模信号有效地转换成HE11平衡混合主模，该HE11平衡混合主模信号在张角频率过渡段3和辐射段4中传播至波纹喇叭辐射段4的口面，然后再由口面向自由空间辐射，完成向自由空间辐射电波信号的功能。
权利要求1.一种由密封盖5、密封圈6、紧固件7组成的宽频带高性能波纹喇叭，其特征在于由光壁过渡段1、模转换段2、张角频率变换段3、辐射段4组成，各组成段之间用密封圈6密封并依次用紧固件7加以固定连接，密封盖5紧配合安装在辐射段4的口面。
2.根据权利要求1所述的宽频带高性能波纹喇叭，其特征在于光壁过渡段1的内径结构形状按园台状园波导过渡、或按正弦或余弦曲线连续变化的园波导过渡，并其两端口的口径直径尺寸之比为0.5至3倍，其轴向长度尺寸为端口最小口径直径尺寸的5至25倍。
3.根据权利要求1或2所述的宽频带高性能波纹喇叭，其特征在于模转换段2的内壁由2至11个L型的环加载槽8波纹结构构成，L型的环加载槽8的槽深9，槽宽10，槽齿厚11为均匀一致波纹结构，其轴向长度尺寸为工作波长尺寸的0.5至2倍，输入端口的口径直径尺寸为工作波长尺寸的0.2至3倍。
4.根据权利要求1或3所述的宽频带高性能波纹喇叭，其特征在于张角频率变换段3、辐射段4内壁均为直槽型12波纹结构，直槽型12的槽深13、槽宽14、槽齿厚15均为均匀一致波纹结构，每段的轴向长度尺寸为工作波长尺寸的0.5至8倍，辐射段4的辐射口径直径尺寸为工作波长尺寸的1至8倍。
专利摘要一种宽频带高性能波纹喇叭，它由光壁过渡段、模转换段、张角频率变换段、辐射段等部分组成。它除具有频带宽、交叉极化特性好、电压驻波比好和远旁瓣低等优良性能外，还具有结构紧凑、轴向尺寸小，加工精度要求低、容易加工、成本低廉、不用调试、适合于批量生产等特点，它不仅适用于作卫星通信天线的馈源波纹喇叭，还适用于其它通信领域天线的馈电喇叭，具有推广应用价值。
文档编号H01Q13/00GK2089209SQ9120603
公开日1991年11月20日 申请日期1991年4月19日 优先权日1991年4月19日
发明者杨可忠, 杨智友, 李凤芝, 章元元 申请人:机械电子工业部石家庄第五十四研究所