專利名稱：寬頻帶高性能波紋喇叭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種衛(wèi)星通信天線用的饋源波紋喇叭裝置，同時也適用微波接力通信、測量控制系統(tǒng)等場合天線的寬頻帶高性能饋源波紋喇叭裝置。
自波紋喇叭裝置問世以來，就其方向圖對稱、頻帶較寬、損耗低、交叉極化特性好等特點而被廣泛地作為天線的饋源喇叭，隨著衛(wèi)星通信容量的日益巨增，上述波紋喇叭的頻帶寬度、駐波特性、交叉極化特性等指標已遠遠不能滿足衛(wèi)星通信地球站天線對其饋源波紋喇叭的要求。目前衛(wèi)星通信地球站天線已應(yīng)用一種全環(huán)加載波紋喇叭裝置，雖該裝置各項技術(shù)性能指標都較好，但它加工非常困難，報廢率高，成本也高，不宜普及推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種寬頻帶高性能波紋喇叭，該實用新型既能滿足衛(wèi)星通信地球天線對其饋源波紋喇叭頻帶寬、交叉極化好、電壓駐波比小、損耗小、遠旁瓣特性好等要求，同時還具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工精度要求低、便于加工、不用調(diào)試、成本低廉等特性。
本實用新型的目的是以下述方式完成的它由光壁過渡段1、模轉(zhuǎn)換段2、張角頻率變換段3、輻射段4、密封蓋5、密封圈6、緊固件7組成。光壁過渡段1、模轉(zhuǎn)換段2、張角頻率變換段3、輻射段4之間用密封圈6密封并依次用緊固件7加以固定連接，密封蓋5緊配合安裝在輻射段4的口面。
并且本實用新型光壁過渡段1的內(nèi)徑結(jié)構(gòu)形狀按園臺狀園波導(dǎo)過渡，或按正弦或余弦曲線連續(xù)變化的園波導(dǎo)過渡，并其兩端口的口徑直徑尺寸之比為0.5至3倍，其軸向長度尺寸為端口最小口徑直徑尺寸的5至25倍。模轉(zhuǎn)換段2的內(nèi)壁由2至11個L型的環(huán)加載槽8波紋結(jié)構(gòu)構(gòu)成，L型的環(huán)加載槽8的槽深9、槽寬10、槽齒厚11為均勻一致波紋結(jié)構(gòu)，其軸向長度尺寸為工作波長尺寸的0.5至2倍，輸入端口的口徑直徑尺寸為工作波長尺寸的0.2至3倍。張角頻率變換段3、輻射段4內(nèi)壁均為直槽型12波紋結(jié)構(gòu)，每段的軸向長度尺寸為工作波長尺寸的0.5至8倍，輻射段4的軸射口徑直徑尺寸為工作波長尺寸的1至8倍。光壁過渡段1的輸入端與天線饋源的頻譜復(fù)用微波網(wǎng)絡(luò)輸出端連接，輻射端4的口面輻射或接收電磁波。
本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點1.工作頻帶寬，大于1.05個倍頻程，而一般的波紋喇叭工作帶寬卻只有0.87個倍分程。
2.交叉極化特性好，交叉極化峰值電平小于負30db，而普通波紋喇叭只有負25db。
3.電壓駐波比好，小于1.07比1，而普通波紋喇叭只有1.15比1。
4.遠旁瓣特性好，損耗小，遠旁瓣電平小于負60db，而通常波紋喇叭只有負50db。
5.結(jié)構(gòu)緊湊，各喇叭段分段加工，因此便于加工，而且精度要求低，組裝后不用調(diào)試，就能滿足使用要求，成本低廉，適合于批量生產(chǎn)。
6.性能價格比明顯優(yōu)于其它波紋喇叭，便于推廣應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1，本實用新型由光壁過渡段1、模轉(zhuǎn)換段2、張角頻率變換段3、輻射段4、密封蓋5、密封圈6、緊固件7組成。光壁過渡段1、模轉(zhuǎn)換段2、張角頻率變換段3、輻射段4之間用密封圈6密封并依次用緊固件7加以固定連接，實施例密封圈6由橡膠板沖壓加工而成，密封蓋5用聚四氟乙烯塑料沖壓加工而成。并緊配合安裝在輻射段4的口面上，使用時防止灰塵等異物進入波紋喇叭內(nèi)。
本實用新型的各組成段，進行分段加工，一方面便于加工，另一方面節(jié)約材料，可降低成本。實施例各組成段均采用市售的LY12－CZ鋁棒或鑄鋁、或市售的H62黃銅棒機械加工而成。光壁過渡段1的內(nèi)徑結(jié)構(gòu)形狀實施例按園臺狀園波導(dǎo)過渡機械加工，其作用是完成模轉(zhuǎn)換段2與天線饋源網(wǎng)絡(luò)或雙工器之間的接口，并且光壁過渡段1其兩端口的口徑直徑尺寸之比實施例采用1倍關(guān)系加工而成，其軸向長度尺寸實施例采用端口最小口徑直徑尺寸的23倍關(guān)系加工而成。由于采用這種結(jié)構(gòu)的光壁過渡段，使得模轉(zhuǎn)換段2與天線饋源網(wǎng)絡(luò)或雙工器之間的接口 實施簡單易行，容易加工。
模轉(zhuǎn)換段2的內(nèi)壁加工成L型環(huán)加載槽8波紋結(jié)構(gòu)，實施例用機械加工方法加工成4個L型環(huán)加載槽8結(jié)構(gòu)，由于采用了這種L型環(huán)加載結(jié)構(gòu)使光壁過渡段1中的TE11模轉(zhuǎn)換成波紋喇叭中HE11模，并整個提高了波紋喇叭中交叉極化、低軸比、低損耗、低旁瓣等各項性能指標。為了使波紋喇叭在很寬的頻帶內(nèi)實現(xiàn)良好的匹配，其內(nèi)壁L型環(huán)加載槽8的槽深9、槽寬10、槽齒厚11加工成均勻一致波紋結(jié)構(gòu)，并其軸向長度尺寸實施例選擇為工作波長尺寸的0.8倍，輸入端口的口徑直徑尺其實施例選擇為工作波長尺寸的0.5倍。
張角頻率變換段3、輻射段4的內(nèi)壁加工成直槽型12波紋結(jié)構(gòu)，張角頻率變換段3內(nèi)壁由于采用直槽型結(jié)構(gòu)，它能很好的實現(xiàn)輻射段4與模轉(zhuǎn)換段2之間的喇叭張角和頻率的變換，輻射段4其內(nèi)壁采用直槽型結(jié)構(gòu)，能高性能的控制波紋喇叭的輻射特性。并其直槽型12的槽深13、槽寬14、槽齒厚15加工成均勻一致波紋結(jié)構(gòu)。張角頻率變換段3、軸射段4的軸向長度尺寸實施例選擇為工作波長尺寸的2倍，輻射段4的口徑直徑尺寸實施例選擇為工作波長的2倍，達到本實用新型頻帶寬、電壓駐波特性好、遠旁瓣特性好、交叉極化特性好的目的。
本實用新型簡要工作原理如下當波紋喇叭工作于發(fā)射狀態(tài)時，光壁過渡段1中TE11主模信號傳播到模轉(zhuǎn)換段2，由該段將TE11主模信號有效地轉(zhuǎn)換成HE11平衡混合主模，該HE11平衡混合主模信號在張角頻率過渡段3和輻射段4中傳播至波紋喇叭輻射段4的口面，然后再由口面向自由空間輻射，完成向自由空間輻射電波信號的功能。
權(quán)利要求1.一種由密封蓋5、密封圈6、緊固件7組成的寬頻帶高性能波紋喇叭，其特征在于由光壁過渡段1、模轉(zhuǎn)換段2、張角頻率變換段3、輻射段4組成，各組成段之間用密封圈6密封并依次用緊固件7加以固定連接，密封蓋5緊配合安裝在輻射段4的口面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶高性能波紋喇叭，其特征在于光壁過渡段1的內(nèi)徑結(jié)構(gòu)形狀按園臺狀園波導(dǎo)過渡、或按正弦或余弦曲線連續(xù)變化的園波導(dǎo)過渡，并其兩端口的口徑直徑尺寸之比為0.5至3倍，其軸向長度尺寸為端口最小口徑直徑尺寸的5至25倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬頻帶高性能波紋喇叭，其特征在于模轉(zhuǎn)換段2的內(nèi)壁由2至11個L型的環(huán)加載槽8波紋結(jié)構(gòu)構(gòu)成，L型的環(huán)加載槽8的槽深9，槽寬10，槽齒厚11為均勻一致波紋結(jié)構(gòu)，其軸向長度尺寸為工作波長尺寸的0.5至2倍，輸入端口的口徑直徑尺寸為工作波長尺寸的0.2至3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的寬頻帶高性能波紋喇叭，其特征在于張角頻率變換段3、輻射段4內(nèi)壁均為直槽型12波紋結(jié)構(gòu)，直槽型12的槽深13、槽寬14、槽齒厚15均為均勻一致波紋結(jié)構(gòu)，每段的軸向長度尺寸為工作波長尺寸的0.5至8倍，輻射段4的輻射口徑直徑尺寸為工作波長尺寸的1至8倍。
專利摘要一種寬頻帶高性能波紋喇叭，它由光壁過渡段、模轉(zhuǎn)換段、張角頻率變換段、輻射段等部分組成。它除具有頻帶寬、交叉極化特性好、電壓駐波比好和遠旁瓣低等優(yōu)良性能外，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、軸向尺寸小，加工精度要求低、容易加工、成本低廉、不用調(diào)試、適合于批量生產(chǎn)等特點，它不僅適用于作衛(wèi)星通信天線的饋源波紋喇叭，還適用于其它通信領(lǐng)域天線的饋電喇叭，具有推廣應(yīng)用價值。
文檔編號H01Q13/00GK2089209SQ9120603
公開日1991年11月20日 申請日期1991年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月19日
發(fā)明者楊可忠, 楊智友, 李鳳芝, 章元元 申請人:機械電子工業(yè)部石家莊第五十四研究所