毫米波宽带四加脊圆锥喇叭天线探究.pdfVIP

毫米波宽带四加脊圆锥喇叭天线研究 杨虎 毛钧杰綦凌飞 国防科技火学电子一i：程学院403教研宝长沙410073 摘錾 本文利用有限单，亡法对毫米波觉带性加脊圆锥噼i叭天线进行了理论分析和综台优化 设计。对于这补形式的毫米波宽带天线存频率范闱26～40G内的驻波分都情况进行了重点研究·“ 伺，根据设计尺、r制作了一个宴验样品，完成了有关实验，状得了满意的实验结果。 关键词 有限单元法 毫米波 宽带 叫加脊圆锥喇叭天线 171前．有关毫米波宽带四加脊圆锥喇叭天线的文献、资料，国内外都根少见到，人 多数文献、资料局限’r理论分析I：作。其主要难点在于实现宽频带卜的低驻波分布。在 26～40G这样宽的频带范同内研制低驻波天线，并且要求大线能烈极化1：作，本丈的 研究是对毫米波宽带天线领域研究的发展。 一、四加脊圆锥喇叭天线的设计 · 由丁{殳计指标中着重要求要保证天线的驻波分布特性，所以将圆锥加脊喇叭天线的 设计问题看成是一个由多个加脊波导段组成的加脊波导的综合问题。它的具体设计思想 是：先沿纵轴将圆锥加脊喇叭天线分成n段，再将每一小段近似看成是一个横截面尺寸 不变的圆柱加脊波导。这样，原来求天线在馈电端El面上的驻波比就变成求由不同横截 面尺寸的加脊波导段所组成的波导在输入端口面上的驻波比，从而将天线设计问题转换 Jj：被导设计问题． 圆锥加脊喇叭天线的设计分为圆锥喇叭天线的设计和脊线的设计两个部分。下面分 刈予以介绑。 圆锥喇叭天线的尺寸主要通过设计指标 广 Y 和喇叭结构的几何关系来确定。圆锥加脊喇 叭犬线的纵向、f，截面图如图l所示。其中， ．么 N h 以为喇叭张角，‘为馈源波导半释，一为r] =1 杼面、|，释，，为喇叭k度，S(z，们为脊线方 ， C 榭。 ， 2 |}=||划1。lJ得如r天系式： 矧1叫加脊J矧难嘲叭。人线纵向、卜触曲小意I妈 f=垒二．丘 (1) tgOo 町见，瓯、^、r、，四个参数中，只有一个赴独讧的。闪此．只要确定r巩、 ^、^、，中的任意=个参数，圆锥喇叭天线的尺寸就唯一确定了。 显然．天线输入端口的尺寸必须与馈源输出端口的尺寸相一致。根据实验中馈源的 Jt寸，^取4．17nwa。一、0。的大小则要根据设计指标米确定。在奉文中，考虑剑天 线的增益莆【天线口径面上场的幅相分布，取玛=25．Omm，0。=10。。至此，喇叭的尺 361 寸就确定了。F呵介磐{脊线的优化设计方法。 Y 斟2所示为}{}l ‘i 1中z=晶处的横截面圈。其中，W为 J,J横截面 I／／lI、＼l 横截面处脊的宽度，h为横截面处的脊长，ro 、17径。 蛤≮ 3’． 由图1可得如F关系式：