双极化喇叭天线优秀课件
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所以 d/b=0.06 ， s/a=0.17 根据此参数，可由图查得 TE10模的截止波长 λc10/a=4.75
令频率低端的截止频率为1900MHZ 截止波长为157.9mm 从而求得 a=33.24mm我们取a=34mm。由於四脊波导是 方形的，故b=34mm
四脊波导参数选择
由於激励点选在波导的中心，并且还加有一段直波 导作为滤除激励出来的TE20模，因此双脊波导的可 用带宽应是TE10模与TE30模之比。由图可查的TE30 模的λc30/a=0.79，从而算的Fc10=11.2GHZ.
2-18GHZ双极化喇叭天 线
天线介绍：
天线有两个输入端，具有瞬时提供垂直极化，水平极 化的能力。适用于机载、舰载无源探测系统。还适用 于实验室设备和外场检测设备。
工作频段：2-18GHz
驻波：3.5
增益： 〉6dB
隔离 〉 15dB
功率处理能力：1W 尺寸：
140×140×345mm
重量：0.8kg
四脊喇叭天线驻波特性
（1端口）
四脊喇叭天线驻波特性
（2端口）
端口间的隔离特性
1端口辐射图(1)
1端口辐射图(2)
1端口辐射图(3)
1端口辐射图(4)
1端口辐射图(5)
2端口辐射图(1)
2端口辐射图(2)
2端口辐射图(3)
2端口辐射图(4)
精品课件！
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双极化喇叭天线的最新发展
计算结果表明该组数ຫໍສະໝຸດ 只能工作到12GHZ左右，要 想工作到18GHZ必须采用扩频技术和补偿技术。
四脊波导参数选择
还应该指出的是这组数据对应脊为平顶的情况， 而实际的脊是削成尖顶的，这只要是为了保证 四脊之间的装配间隙，从而扩大了脊间的耦合 面积。
实验表明这种结构有利于高次模的抑制，和高 频段的扩频。因此最终的设计数据需由仿真实 验最后确定。
天线设计
a、四脊波导参数选择 b、喇叭张开部分脊的设计 c、背腔设计 d、电性能测量结果
2-18GHZ双极化喇叭照片
四脊波导结构图
四脊波导参数选择
四脊波导的结构如图所示：它可以近似看成两个b/a=1的双 脊波导组合而成这样就可以利用有关脊波导的设计曲线
b/a=1的双脊波导又可看成由两个b/a=0.5de 单脊波导构 成。令双脊波导的特性阻抗为60Ω，那么单脊波导的特性阻 抗即为30Ω。由图的曲线上可查得 b2/b1=0.03 ， s/a=0.17 而 b=2b1 ， d=2b2
背腔的设计(1)
背腔的设计(1)
天线的同轴—脊波导的变换器与同轴—普通波导的变换 器，在主要方面是相同的，所不同的是阻抗不同。这二 种设计中同轴线的外导体都连接在波导的宽边上，内导 体都延伸到波导内形成单极的辐射器，由于普通波导的 阻抗远大于同轴线的阻抗，因而内导体必须终结在远离 波导壁的地方，以便防止失配。而脊波导的阻抗与同轴 线的阻抗相一致，所以同轴线的内导体必须接在相对的 脊上以利匹配。
单 脊 波 导 特 性 阻 抗
双脊波导TE10模截止波长
双脊波导TE30模截止波长
喇叭张开部分脊的设计
喇叭部分的脊按指数形式逐渐张开，终端弯曲终结在 喇上叭 的口宽的度侧必壁须上大，于为最了低保工证作频TE率10的模半的个传波播长，。喇这叭样在在H面 最高工作频率上，即为几个波长，这意味着在口径上 会出现相当大的相位差，要想保持口径面上相位差最 小，要么喇叭做的特别长，要么加透镜校准，但这两 种方法都局限性。我们采用特殊设计的脊和适当的补 偿措施，较好的解决了这个问题。
由实验确定的脊的曲线，分为3段。一段为直线段，它 依照一度左右的张角张开。二段是曲线按照方程
y100.00873x0.787650.02x
喇叭张开部分脊的设计
喇叭张开部分脊的设计
展开，三段是终端，它依照大角度弯曲终结在喇叭口上。 上式中的 ：X坐标是沿着天线中心线的轴向距离，Y坐标 是沿着天线的中心线到脊表面的垂直距离。 0.02X是附加的线性变化，起着扩频补偿作用并有助于 低。频段驻波改善和高频段高次模的抑制。
背腔的设计(2)
电性能测量
我们对设计的双极化喇叭特性进行了电性能测量，天 线的驻波特性在3.5以内。两端口之间的隔离在212GHz频段范围内，﹥20dB。在12-18GHz频段范 围内，﹥15dB。从测得的辐射图来看，15GHz以前 高次模抑制的比较好，15GHz以后逐渐存在高次模的 影响。
对高次模的抑制采取了3项措施： 1、是增加脊间耦合。 2、是在脊上附加线性变化。 3、是背腔设计。
开放边界双极化喇叭天线
背腔的设计(1)
同轴脊波导的设计关键是背腔的设计，正如图中所看 到的那样背腔是通过减少短路段脊的高度形成台阶， 加上短路板构成腔体结构。一般选择短路段的阻抗与 脊波导的特性阻抗之比为4～6。若取特性阻抗为250 欧姆，令s/a=0.2时，由单脊波导特性阻抗曲线可查 得，两脊之间的间距为d/b=0.4，当b=34mm时， 可求的d=13.6mm。
双极化喇叭天线
双极化喇叭天线
前言 天线介绍 天线设计 电性能测量结果 开放边界双极化喇叭天线简介
双极化喇叭天线
前言： 电子侦察设备所使用的平面螺旋天线，是频率
宽开的，而地面的检测设备使用喇叭天线。它 一般频带比较窄，需要多个天线才能覆盖。外 场使用很不方便，为了解决这个问题，我们开 展了宽带双极化喇叭天线的试制工作。
背腔的设计(2)
四脊波导采用2个端口馈电，一端口的激励探针距短路 板的距离相当于工作频段高端的1/4波长。约4.2mm。 二端口激励探针与一端口的激励探针正交二者相距 1.5mm。 初始设计数据确定以后，建模进行仿真，优化后确定最 后的设计数据。试验中发现由于二端口探针离短路板 的距离比一端口远，再加上脊间的耦合影响驻波特性 不易调好，通过试验摸索采用把脊的后端切角和在短 路板中央挖槽等办法，取得了较好的效果。
令频率低端的截止频率为1900MHZ 截止波长为157.9mm 从而求得 a=33.24mm我们取a=34mm。由於四脊波导是 方形的，故b=34mm
四脊波导参数选择
由於激励点选在波导的中心，并且还加有一段直波 导作为滤除激励出来的TE20模，因此双脊波导的可 用带宽应是TE10模与TE30模之比。由图可查的TE30 模的λc30/a=0.79，从而算的Fc10=11.2GHZ.
2-18GHZ双极化喇叭天 线
天线介绍：
天线有两个输入端，具有瞬时提供垂直极化，水平极 化的能力。适用于机载、舰载无源探测系统。还适用 于实验室设备和外场检测设备。
工作频段：2-18GHz
驻波：3.5
增益： 〉6dB
隔离 〉 15dB
功率处理能力：1W 尺寸：
140×140×345mm
重量：0.8kg
四脊喇叭天线驻波特性
（1端口）
四脊喇叭天线驻波特性
（2端口）
端口间的隔离特性
1端口辐射图(1)
1端口辐射图(2)
1端口辐射图(3)
1端口辐射图(4)
1端口辐射图(5)
2端口辐射图(1)
2端口辐射图(2)
2端口辐射图(3)
2端口辐射图(4)
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双极化喇叭天线的最新发展
计算结果表明该组数ຫໍສະໝຸດ 只能工作到12GHZ左右，要 想工作到18GHZ必须采用扩频技术和补偿技术。
四脊波导参数选择
还应该指出的是这组数据对应脊为平顶的情况， 而实际的脊是削成尖顶的，这只要是为了保证 四脊之间的装配间隙，从而扩大了脊间的耦合 面积。
实验表明这种结构有利于高次模的抑制，和高 频段的扩频。因此最终的设计数据需由仿真实 验最后确定。
天线设计
a、四脊波导参数选择 b、喇叭张开部分脊的设计 c、背腔设计 d、电性能测量结果
2-18GHZ双极化喇叭照片
四脊波导结构图
四脊波导参数选择
四脊波导的结构如图所示：它可以近似看成两个b/a=1的双 脊波导组合而成这样就可以利用有关脊波导的设计曲线
b/a=1的双脊波导又可看成由两个b/a=0.5de 单脊波导构 成。令双脊波导的特性阻抗为60Ω，那么单脊波导的特性阻 抗即为30Ω。由图的曲线上可查得 b2/b1=0.03 ， s/a=0.17 而 b=2b1 ， d=2b2
背腔的设计(1)
背腔的设计(1)
天线的同轴—脊波导的变换器与同轴—普通波导的变换 器，在主要方面是相同的，所不同的是阻抗不同。这二 种设计中同轴线的外导体都连接在波导的宽边上，内导 体都延伸到波导内形成单极的辐射器，由于普通波导的 阻抗远大于同轴线的阻抗，因而内导体必须终结在远离 波导壁的地方，以便防止失配。而脊波导的阻抗与同轴 线的阻抗相一致，所以同轴线的内导体必须接在相对的 脊上以利匹配。
单 脊 波 导 特 性 阻 抗
双脊波导TE10模截止波长
双脊波导TE30模截止波长
喇叭张开部分脊的设计
喇叭部分的脊按指数形式逐渐张开，终端弯曲终结在 喇上叭 的口宽的度侧必壁须上大，于为最了低保工证作频TE率10的模半的个传波播长，。喇这叭样在在H面 最高工作频率上，即为几个波长，这意味着在口径上 会出现相当大的相位差，要想保持口径面上相位差最 小，要么喇叭做的特别长，要么加透镜校准，但这两 种方法都局限性。我们采用特殊设计的脊和适当的补 偿措施，较好的解决了这个问题。
由实验确定的脊的曲线，分为3段。一段为直线段，它 依照一度左右的张角张开。二段是曲线按照方程
y100.00873x0.787650.02x
喇叭张开部分脊的设计
喇叭张开部分脊的设计
展开，三段是终端，它依照大角度弯曲终结在喇叭口上。 上式中的 ：X坐标是沿着天线中心线的轴向距离，Y坐标 是沿着天线的中心线到脊表面的垂直距离。 0.02X是附加的线性变化，起着扩频补偿作用并有助于 低。频段驻波改善和高频段高次模的抑制。
背腔的设计(2)
电性能测量
我们对设计的双极化喇叭特性进行了电性能测量，天 线的驻波特性在3.5以内。两端口之间的隔离在212GHz频段范围内，﹥20dB。在12-18GHz频段范 围内，﹥15dB。从测得的辐射图来看，15GHz以前 高次模抑制的比较好，15GHz以后逐渐存在高次模的 影响。
对高次模的抑制采取了3项措施： 1、是增加脊间耦合。 2、是在脊上附加线性变化。 3、是背腔设计。
开放边界双极化喇叭天线
背腔的设计(1)
同轴脊波导的设计关键是背腔的设计，正如图中所看 到的那样背腔是通过减少短路段脊的高度形成台阶， 加上短路板构成腔体结构。一般选择短路段的阻抗与 脊波导的特性阻抗之比为4～6。若取特性阻抗为250 欧姆，令s/a=0.2时，由单脊波导特性阻抗曲线可查 得，两脊之间的间距为d/b=0.4，当b=34mm时， 可求的d=13.6mm。
双极化喇叭天线
双极化喇叭天线
前言 天线介绍 天线设计 电性能测量结果 开放边界双极化喇叭天线简介
双极化喇叭天线
前言： 电子侦察设备所使用的平面螺旋天线，是频率
宽开的，而地面的检测设备使用喇叭天线。它 一般频带比较窄，需要多个天线才能覆盖。外 场使用很不方便，为了解决这个问题，我们开 展了宽带双极化喇叭天线的试制工作。
背腔的设计(2)
四脊波导采用2个端口馈电，一端口的激励探针距短路 板的距离相当于工作频段高端的1/4波长。约4.2mm。 二端口激励探针与一端口的激励探针正交二者相距 1.5mm。 初始设计数据确定以后，建模进行仿真，优化后确定最 后的设计数据。试验中发现由于二端口探针离短路板 的距离比一端口远，再加上脊间的耦合影响驻波特性 不易调好，通过试验摸索采用把脊的后端切角和在短 路板中央挖槽等办法，取得了较好的效果。