[发明专利]一种波束等化的小口径圆锥喇叭

说明书

本发明公开了一种波束等化的小口径圆锥喇叭，该小口径圆锥喇叭包括同轴设置的张角段和辐射段，所述张角段为喇叭状，所述辐射段的一端与张角段的喇叭面连接，所述辐射段的边缘上设置有至少2个使圆锥喇叭E面和H面等化的微扰结构，所述微扰结构关于E面或H面对称，辐射段设置有微扰结构的边缘与辐射段未设置微扰结构的边缘到中轴线的距离相异，辐射段与E面相交的两点之间的距离L1小于辐射段与H面相交的两点之间的距离L2。该发明的优点在于：微扰结构在辐射段上对称设置，激励起TM₁₁模，等化两个面波瓣，辐射段的口径在E面方向压缩，起到等化波瓣的作用。

技术领域

本发明涉及反射面天线的技术领域，尤其是一种波束等化的小口径圆锥喇叭。

背景技术

喇叭的主要功能是作为反射面天线的馈源，因为反射面结构简单并且具有较高增益，广泛应用于雷达系统和无线通信系统中，由于喇叭需要通过支撑杆安装在反射面上，因此会具有一定的遮挡，使得反射面增益下降、交叉极化恶化等，因此大多要求作为反射面馈源的喇叭具有旋转对称方向图。F/D比较小的反射面天线馈电角比较大，馈源口径相应较小，主要考虑边缘馈电电平，其次考虑到馈源的遮挡效应，还要求喇叭的口径尽量小，因此口径较小的圆锥喇叭就成为较好选择。

波束等化，也就是360度旋转对称性对气象雷达很重要，对其气象参数提取，双偏振应用都有十分重要的意义。气象雷达常使用反射面天线形式，若反射面天线的馈源是方向图旋转轴对称的，则反射面整体不但具有交叉极化电平低的特点，而且反射面效率也会较高。

但是对于普通的带有张角的喇叭，虽然几何结构上是轴对称的圆锥喇叭，但是由于其主模TE₁₁的场结构并不对称，故其E面和H面的波束宽度是不相同的，必须引入高次模TM₁₁模，才能使得喇叭的方向图波束等化。要求波束等化场合常规使用的喇叭形式有双模圆锥喇叭，因为双模圆锥喇叭通过变角段激励器TM₁₁模，在变角段之后有一段移相段，调节移相段的长度调节TM₁₁模的相对相位，使得口径中心的TM₁₁模与TE₁₁模同相，但是要激励起TM₁₁模，需要足够大的喇叭口径，如喇叭口径2a，工作波长为λ，要传输TM₁₁模，则2π/λ*a>3.83，即a>0.609563λ,口径2a>1.22λ。对于要求口径一个波长左右的情况显然双模喇叭就不适合了。

圆口径的馈源若只传输TE₁₁主模，那么其E面和H面方向图不等化，即相对圆口径反射面边缘馈电电平相差较大，同时因为E面的副瓣较高，在小焦径比反射面场合，很容易造成副瓣进入反射面区域。故对于抛物面天线要求低副瓣，即需要低照射电平、波束等化的场合，需要使用小口径的馈源的场合，常规能够实现波束等化的双模圆锥喇叭已经不合适，因双模圆锥喇叭口径较大，适合长焦距情形。

因此，能否研制出一种波束等化的小口径圆锥喇叭，从而实现整体天线构造的高集成性需求，为本领域技术人员近年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，为此，本发明提供一种波束等化的小口径圆锥喇叭。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种波束等化的小口径圆锥喇叭，包括同轴设置的的张角段和辐射段，所述张角段为喇叭状，所述辐射段的一端与张角段的喇叭面连接，所述辐射段的边缘上设置有至少2个使圆锥喇叭E面和H面等化的微扰结构，所述微扰结构关于E面或H面对称，辐射段设置有微扰结构的边缘与辐射段未设置微扰结构的边缘到中轴线的距离相异，辐射段与E面相交的两点之间的距离小于辐射段与H面相交的两点之间的距离。