[发明专利]一种宽带扇形波束圆极化天线及系统

说明书

本发明公开了一种宽带扇形波束圆极化天线及系统，包括喇叭组件和极化组件；所述喇叭组件包括喇叭口、过渡部和波导同轴转换；所述过渡部，设置在所述喇叭口和所述波导同轴转换之间，所述喇叭口与所述波导同轴转换的阻抗过渡；所述波导同轴转换，作为天线的接口；所述极化组件，与所述喇叭口连接，其包含多层层叠设置的微带板，各层微带板均呈曲面结构，且该层微带板的内表面包围相邻层级微带板的外表面。本公开的圆极化天线的极化组件包含多层层叠设置的微带板，各层微带板均呈曲面结构，由此极大降低天线的包络尺寸，并提升天线的宽角波束覆盖性能。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种宽带扇形波束圆极化天线及系统。

背景技术

随着雷达技术的飞速发展，为了调高目标的搜素和识别能力，对扇形波束天线的要求也越来越高。如何设计在两个主平面波束宽度宽窄比大、小型化、宽带的扇形波束天线以提高系统的扫描范围，是雷达系统、电子对抗以及卫星通信系统的研究重点之一。

目前常见的扇形波束的天线主要有三种：反射面式、阵列式及透镜式扇形波束天线。反射面式扇形波束天线体积较大、重量较重；阵列式扇形波束天线带宽窄、结构复杂；透镜式扇形波束天线介质材料损耗大，重量也相对较重。

专利CN 103956568A提出了一种盒状扇形波束天线，相对于传统的反射面式天线，该天线结构形式简单，易于加工制造，但其结构包络仍然相对较大。

专利CN 107275788 A提出了一种基于金属微扰结构的毫米波扇形波束柱面龙伯透镜天线，该天线加工简单，轻量化，而且实现了俯仰波束覆盖范围的展宽，但其俯仰面3dB波束宽度小于40°，不能实现宽角扇形波束覆盖，同时其介质材料不适用于星载环境。

发明内容

本发明实施例提供一种宽带扇形波束圆极化天线及系统，用以降低天线的包络尺寸，并提升天线的宽角波束覆盖性能。

本发明实施例提出一种宽带扇形波束圆极化天线，包括喇叭组件和极化组件；

所述喇叭组件包括喇叭口、过渡部和波导同轴转换；

所述过渡部，设置在所述喇叭口和所述波导同轴转换之间，所述喇叭口与所述波导同轴转换的阻抗过渡；

所述波导同轴转换，作为天线的接口；

所述极化组件，与所述喇叭口连接，其包含多层层叠设置的微带板，各层微带板均呈曲面结构，且该层微带板的内表面包围相邻层级微带板的外表面。

在一些实施例中，过渡部为锥形结构，且截面积大的一端与所述喇叭口连接，截面积小的一端与所述波导同轴转换连接。

在一些实施例中，所述喇叭组件还包括透镜组件；所述透镜组件，设置在所述喇叭口内，其规格与所述喇叭口相匹配。

在一些实施例中，所述透镜组件包括至少一个曲面，且所述至少一个曲面朝向所述波导同轴转换一侧设置。

在一些实施例中，所述极化组件还包括多层支撑结构，各层支撑结构与各层微带板间隔设置，以使得所述极化组件整体呈半圆柱结构。

在一些实施例中，所述极化组件与所述喇叭口连接的支撑结构包括平面区域，且该平面区域上设置有凹槽结构，所述凹槽结构的大小与所述喇叭口相适配。

在一些实施例中，所述喇叭口与所述凹槽结构通过支口结构、胶合和/或绳索绑扎进行固定。

在一些实施例中，各支撑结构采用非金属材料制成，且非金属材料的介电常数为1.13～1.14。

在一些实施例中，各层微带板上设置有布满该微带板的周期性排布的曲折线栅，各层微带板的厚度为0.1mm-0.5mm。

本发明实施例还提出一种天线系统，采用本发明各实施例所述的宽带扇形波束圆极化天线。