[发明专利]双脊结构超宽带喇叭天线

说明书

本发明公开了一种双脊结构超宽带喇叭天线，涉及通信天线技术领域。所述天线包括喇叭天线本体，所述喇叭天线本体包括两个呈圆周状排列的脊，沿所述脊的长度方向将脊等分成若干个区间，在每一个单独的数学区间内，脊的宽度按照统一的数学函数进行渐变或按照不同的数学函数进行变化，在每个区间的连接处，根据喇叭天线的最高工作频率来确定脊的宽度。所述喇叭天线可以工作到毫米波太赫兹频段以上，且在全频段内具有良好的增益特性和较小的驻波。

技术领域

本发明涉及通信用天线技术领域，尤其涉及一种双脊结构超宽带喇叭天线。

背景技术

超宽带天线技术，是当今国内外的一个研究热点。它早先起源于军用雷达领域，在雷达探测、反隐身技术、电子对抗等先进军事技术中已经证明了它的卓越性。近年来，超宽带技术逐渐被引入了民用领域，军事和民用领域的超宽带雷达和通信系统的超宽带天线备受重视，在宽带通信、扩频通信、探地雷达、冲激雷达、电磁兼容等瞬态电磁场领域获得大量应用。然而现有的超宽带喇叭天线很难工作到60GHz，但是目前毫米波及太赫兹波段的技术发展迅速，毫米波和太赫兹波在高速无线通信，雷达，人体安全检测等领域具有广阔的应用前景，要实现毫米波和太赫兹频段信号的发射和接收，离不开各种毫米波和太赫兹天线，目前迫切需要可以工作到该频段的新型超宽带喇叭天线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可以工作到毫米波太赫兹频段以上，且在全频段内具有良好的增益特性和较小的驻波的双脊结构超宽带喇叭天线。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种双脊结构超宽带喇叭天线，包括喇叭天线本体，其特征在于：所述喇叭天线本体包括两个呈圆周状排列的脊，沿所述脊的长度方向将脊等分成若干个区间，在每一个单独的数学区间内，脊的宽度按照统一的数学函数进行渐变或按照不同的数学函数进行变化，在每个区间的连接处，根据喇叭天线的最高工作频率来确定脊的宽度。

进一步的技术方案在于：每条所述脊的长度为L，沿所述脊的长度方向将脊等分成若6个区间，分别为0到L/6区间，L/6到L/3区间，L/3到L/2区间，L/2到2/3L区间，2/3L到5/6L区间，5/6L到L区间。

进一步的技术方案在于：所述脊的宽度y满足以下函数：

y=exp（Az）+B1z（0zL/6）;

y=exp（Az）+B2z（L/6zL/3）;

y=exp（Az）+B3z（L/3zL/2）;

y=exp（Az）+B4z（L/2z2L/3）;

y=exp（Az）+B5z（2L/3z5L/6）;

y=exp（Az）+B6z（5L/6zL）;

其中，z为沿所述脊的长度方向上距离脊的起始点的距离, A∈[0.018，0.038]，B1∈[0.001，0.003], B2∈[0.001，0.003], B3∈[0.001，0.003], B4∈[0.001，0.003], B5∈[0.001，0.003], B6∈[0.001，0.003]。

进一步的技术方案在于：在z=L/6处和其整数倍位置处，两个脊宽度变化的边上各添加一个金属小块，其长度在2到5mm之间；

在z=L/6处，每个金属小块的宽度为最高工作频率67GHz波长的八分之一，即67GHz波长的1/8，等于0.56mm；

在z=L/3处，每个金属小块的宽度为最高工作频率一半33.5GHz波长的八分之一，即波长的1/8，等于1.12mm；

在z=L/2处，每个金属小块的宽度为最高工作频率四分之一16.75GHz波长的八分之一，即16.75GHz波长的1/8，等于2.24mm；