[发明专利]一种高增益超宽波束天线

说明书

技术领域

本发明涉及雷达、通信、测控及遥感领域中的一种高增益超宽波束天线，特别适用于需要超宽角度波束扫描及超宽角度波束赋形覆盖的使用要求。

背景技术

目前雷达、通信、测控及遥感领域中的超宽波束天线的制造方法主要有三种形式：

一是使用低增益的天线单元或者使用平面或曲面反射结构得到宽波束方向图。

二是使用阵列加权赋形的方法得到宽波束方向图。

三是使用多个天线单元或者阵列采用时分工作的方式得到宽波束方向图。

第一种形式的天线得到的天线增益较低，同时波束宽度也较小，一般为3dB波束宽度＜120度，而且也只针对单个天线单元使用；第二种方法实现难度大，成本较高同时波束宽度也较小，一般为3dB波束宽度＜120度，同时阵列口径损失较大，降低天线效率，而且实现难度大，制作复杂；第三种方法可实现超宽波束，满足角度覆盖，但是实现难度大，制作复杂、成本高，同时系统只能工作于时分方式。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种具有全向方向图的高增益、实现方式简单的超宽波束天线。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种高增益超宽波束天线，包括辐射体、反射装置，辐射体设置于反射装置上方，在辐射体与反射装置之间还设置有介质体，反射装置的表面为弯折的多面。

作为发明的改进，所述辐射体为全向天线或者具有全向方向图的天线阵列。

作为发明的改进，所述介质体为非导电的固体。所述介质体可为空气，辐射体通过支撑结构固定在反射装置上方，所述支撑结构为一支杆，支杆的一端固定在辐射体上，另一端固定在反射装置上。

作为发明的改进，所述弯折的多面为多边形，多边形为梯形。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

1、本发明解决了天线高增益超宽波束要求的问题，满足了超宽角度覆盖，以及超宽角度扫描对超宽波束天线的要求。

2、本发明采用安装反射装置得到超宽波束的要求，因而对原天线或者天线阵列的增益有所提高、同时其它电气性能影响较小。

3、本发明采用安装反射装置得到超宽波束的要求，因而制造简单、成本低廉。

附图说明

图1是本发明实施例的安装结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例的结构设计示意图。

其中，1为辐射体、2为反射装置、3为介质体、4为支撑结构、5为反射装置表面A、6为反射装置表面B、7为反射装置表面C、8为反射装置底面、9为反射装置表面B与反射装置底面的夹角、10为反射装置表面C与反射装置底面的夹角、11为反射装置表面A与反射装置底面距离、12为反射装置表面A的长度、13反射装置表面A的宽度、14为辐射体与反射装置之间距离。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

图1中，采用全向天线或者具有全向方向图的天线阵列作为辐射体1，本发明实施例采用Ku波段12.5GHz工作的具有全向方向图的环形天线单元阵列作为辐射体，具体天线单元的尺寸以及阵列口径尺寸可以通过现有商用软件仿真计算获得。

反射装置2的表面可以为弯折的多边形，具体表面形式以及结构尺寸可以根据商用电磁仿真软件计算得到。本发明实施例采用图2所示的弯折多边形结构，多边形横截面(侧视)形状为梯形。

辐射体1与反射装置2间的介质体3包括所有由非导电材料制作的介质体，空气、其它气体、以及不导电液体为特殊的介质体，还包括由多种材料的介质制作的混合介质体。介质体3的高度根据选取的介质的介电常数以及损耗角通过商用电磁仿真软件计算得到；空气以及其它气体为特殊的介质。本发明实施例采用空气介质，介质高度为8.0毫米。

如果介质体选择为固体，直接将辐射体1固定至介质体3上。如果介质体选择为空气，则将辐射体1固定于支撑结构4上，支撑结构4为非导电材料制成，本发明实施例的支撑结构采用聚四氟乙烯材料制作，支撑结构4为为一支杆，支杆的一端固定在辐射体1上，另一端固定在反射装置2上。。