[发明专利]一种应用平面渐近圆锥馈电臂的超宽带脉冲辐射天线

说明书

本发明涉及一种应用平面渐近圆锥馈电臂的超宽带脉冲辐射天线，属于电子科学与技术学科领域。包括金属地板、半抛物面、封闭的倒M型支架、印制板结构馈臂、馈臂末端支架和射频电缆插座金属地板；所述半抛物面位于金属地板上面；所述封闭的倒M型支架位于金属地板上面；所述印制板结构馈臂位于封闭的倒M型支架的V型槽内；所述馈臂末端支架位于印制板结构馈臂末端与半抛物面边缘之间，将印制板结构馈臂末端固定在半抛物面上；所述射频电缆插座置于金属地板下表面。本发明设计的天线无需阻抗变换巴伦就可实现40个倍频的阻抗带宽，且馈电结构简单，性能稳定，满足超宽带脉冲辐射天线对阻抗带宽和辐射性能的要求。

技术领域

本发明属于电子科学与技术学科领域，特别提供一种应用平面渐近圆锥馈电臂的超宽带脉冲辐射天线。可用于车载、舰载等移动平台。

背景技术

传统的反射面天线是将馈源发出的TEM球面波转化成平面波，从而在远区有较高的增益。而超宽带脉冲辐射天线在工作原理上与传统反射面天线不同的是：对于脉冲信号的高频分量，利用大口径的反射面获得高增益的辐射；对于脉冲信号的低频分量，利用馈臂与抛物面组成的磁偶极子回路，与馈臂形成的电偶极子构成组合振子，当组合振子达到一定的条件时，呈现心型的辐射方向图，增大抛物面的前向辐射，同时抑制后向辐射。天线由两部分组成：反射面和馈源。馈源通常又可分为三部分：馈臂、馈电巴伦以及馈臂加载。

传统的TEM喇叭和双锥结构作馈源时由于遮挡效应会造成天线增益降低，因此反射面超宽带脉冲天线的馈源目前都采用共面馈臂形式，常见的TEM馈臂包括三角形馈臂、锥削型馈臂、指数型馈臂和复合馈臂等形式。然而这些形状都是在传统TEM共面馈臂的基础上加以改进的，特性阻抗很大，约为400欧姆，采用两对馈臂并联的方式可以得到200欧姆的输入阻抗。而脉冲源的阻抗通常为50欧姆，因此需要在超宽带脉冲天线与脉冲源之间加入阻抗变换巴伦结构。而现有的阻抗变换巴伦，往往结构复杂，精度要求高，带宽受尺寸和功率容量等因素的限制。一般在馈臂末端加载与馈臂低频阻抗相等的电阻，通过减小末端的反射，来获得低频良好的匹配特性，但也会造成低频效率的降低。

发明内容

要解决的技术问题

现有的反射面超宽带脉冲天线输入阻抗大，为了解决传统的超宽带脉冲辐射天线阻抗过大、口径效率随着频率的变化而恶化的问题，本发明提出了一种新型的平面渐近圆锥馈臂形式，其特性阻抗为传统馈臂的一半，约为100欧姆，为了与50欧姆的脉冲源直接匹配，利用镜像原理，进一步将其改进为半抛物面型超宽带脉冲天线，此设计省去了传统的超宽带阻抗变换巴伦结构，大大降低了天线的设计复杂度和制作难度。

技术方案

一种应用平面渐近圆锥馈电臂的超宽带脉冲辐射天线，其特征在于包括金属地板、半抛物面、封闭的倒M型支架、印制板结构馈臂、馈臂末端支架和射频电缆插座金属地板；所述半抛物面位于金属地板上面；所述封闭的倒M型支架位于金属地板上面；所述印制板结构馈臂位于封闭的倒M型支架的V型槽内；所述馈臂末端支架位于印制板结构馈臂末端与半抛物面边缘之间，将印制板结构馈臂末端固定在半抛物面上；所述射频电缆插座置于金属地板下表面，与印制板结构馈臂连接；所述印制板结构馈臂始端内壁具有一个V型金属连接件，连接两条馈臂，外壁紧贴封闭的倒M型支架背部，用金属螺钉连接固定；印制板结构馈臂内外两壁表面覆有同等形状的金属层：平面渐近圆锥轮廓，两金属覆层之间用金属化过孔连接；其中内壁金属覆层末端伸出一段金属细条与末端负载电阻相连；印制板结构馈臂始端位于半抛物面焦点处，末端位于半抛物面边缘，两条馈臂张开的夹角范围为60°～90°。

本发明技术方案更进一步的说：所述金属地板为方形，长、宽与半抛物面口径相等。

本发明技术方案更进一步的说：所述半抛物面边缘与印制板结构馈臂连接处设有两块方形金属散热板。

本发明技术方案更进一步的说：所述封闭的倒M型支架位于半抛物面焦点处。