结构一体化圆极化馈源的利记博彩app

本发明属于天线技术领域，涉及结构一体化设计、辐射圆极化信号的馈源，具体涉及一种结构一体化圆极化馈源，通过结构一体化设计，实现圆极化信号辐射。

背景技术：

在高增益相控阵天线中，天线阵面由大量相同设计的馈源排列组成。通信天线为了消除线极化对准误差造成的损耗，一般采用圆极化工作模式，馈源需具备圆极化辐射能力。由于馈源数量大，为了降低加工成本，必须采用简单可靠的加工工艺，实现批量化生产。

按实现方式，馈源可以分为微带、振子、螺旋、波导缝隙、喇叭等形式。为了降低馈源损耗、提高口面效率、减小单元互耦效应、确保高可靠性，一般采用喇叭馈源形式。

馈源需采用波导圆极化器提供圆极化信号。波导圆极化器有金属隔片、周期膜片、周期容性销钉等实现方式，其中金属隔片、周期膜片的结构复杂、尺寸精度要求高，一般采用线切割、电火花等加工工艺，加工难度大、时间长、代价高。周期容性销钉一般需要手工调节，不利于批量生产，性能一致性差。

因此，现有技术中，圆极化馈源无法成批量生产，并且加工工艺相对复杂，另外，由于圆极化器结构复杂、加工难度大，圆极化器的加工速度非常慢。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种结构一体化圆极化馈源，可以适应对于圆极化馈源要求批量生产、加工工艺简单的应用场合，并且采用一体化加工工艺，实现圆极化器的快速加工，解决了圆极化器结构复杂、加工难度大的问题。

本发明提供了一种结构一体化圆极化馈源，通过结构一体化设计，实现圆极化信号辐射。该结构一体化圆极化馈源包括：输入波导，作为微波信号的输入端口，并且为标准矩形的波导法兰盘；阻抗变换段，将输入波导与圆极化段的圆波导连接起来；圆极化段，其中的圆极化器与输入电场呈45°角度关系，从而将输入的线极化场变换为圆极化场；以及喇叭辐射器，用于将圆极化信号传播到外部空间。

具体地，输入波导用于经由其矩形波导口输入微波信号以及传输波导基模电磁场。阻抗变换段包括：四分之一波长单节阻抗变换器，用于执行阻抗匹配，从而使矩形波导与圆极化 段的圆波导相连。

在本发明中，输入波导的电场方向与圆极化段的圆极化器呈45°角度关系，从而输入电场被分解为以下两个分量：与圆极化器平行的分量；以及与圆极化器垂直的分量，其中，两个分量等幅等相。

相应地，圆极化段的圆极化器使与圆极化器平行的分量相位延后90°而幅度不变，从而形成圆极化场。

优选地，圆极化器是采用薄壁冲压工艺加工的，从而在实现圆极化的同时实现结构加强。喇叭辐射器用于从圆波导变换到原型辐射口径，从而实现圆极化信号的空间辐射。

输入波导、阻抗变换段、圆极化段、和喇叭辐射器为结构一体化设计。

因此，采用本发明的结构一体化圆极化馈源，实现了圆极化辐射，各部分为结构一体化设计，加工工艺容易实现，可靠性高，可用于阵列天线馈源单元的批量生产。

附图说明

图1为本发明的结构一体化圆极化馈源的外形示意图；

图2为结构一体化圆极化馈源中的输入波导和阻抗变换段的结构示意图；以及

图3为结构一体化圆极化馈源的剖面示意图。

具体实施方式

应了解，本发明的结构一体化圆极化馈源，由输入波导、阻抗变换段、圆极化段、喇叭辐射器组成，微波信号输入端口为标准矩形波导，经阻抗变换段与圆极化段的圆波导连接，圆极化段的圆极化器与输入电场呈45°角度关系，将输入的线极化场变换为圆极化场，圆极化信号经喇叭辐射器传播到外部空间。各部分为结构一体化设计，加工工艺容易实现，可靠性高，可用于阵列天线馈源单元的批量生产。

其中，输入波导为标准矩形波导法兰盘，传输波导基模电磁场。阻抗变换段为四分之一波长单节阻抗变换器，实现矩形波导与圆波导之间的过渡，避免因口径变化引起的信号反射。

圆极化段的圆极化器基于周期膜片原理，采用平滑移相曲面代替周期膜片的移相功能，从而改善了圆极化器的加工工艺。由输入波导、阻抗变换段输入的电场与圆极化器的移相曲面呈45°角度关系，输入电场可分解为与圆极化器平行、与圆极化器垂直的2个分量，2个分量等幅等相。经过圆极化器后，与垂直分量相比，平行分量相位延后90°，幅度不变，从而形成圆极化场。

喇叭辐射器从圆波导变换到圆形辐射口径，实现圆极化信号的空间辐射。

下面结合附图1-3及具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明结构一体化圆极化馈源包括输入波导1、阻抗变换段2、圆极化段3、喇叭辐射器4。因此，该馈源实现了圆极化信号辐射，各部分为结构一体化设计，加工工艺容易实现，无需连接装配，无需性能调节。

其中，输入波导1的横截面尺寸为标准矩形波导尺寸，传输TE10基模电磁场，长度不小于四分之一波导波长。

阻抗变换段2为四分之一波长单节阻抗变换器，长度约为四分之一波导波长，其特征阻抗Z满足式中Z₁为输入波导1的特征阻抗，Z₂为圆极化段3的圆波导特征阻抗。

圆极化段3的横截面为圆波导，应允许传播TM01基模电磁场，而抑制高次模传播，圆波导直径d应为0.764λ_//＜d＜0.971λ_L，式中λ_//为工作频段中最高频点f_//的波长λ_L为工作频段中最低频点f_L的波长c为光速。

可见，由输入波导1的矩形波导口输入的微波信号，由阻抗变换段2的四分之一波长单节阻抗变换器实现阻抗匹配，与圆极化段3的圆波导相连。

在本发明中，输入波导1的电场方向与圆极化段3的圆极化器呈45°角度关系，输入电场可分解为与圆极化器平行、与圆极化器垂直的2个分量，2个分量等幅等相。经过圆极化器后，与垂直分量相比，平行分量相位延后90°，幅度不变，从而形成圆极化场。

如图2所示，圆极化段3的圆极化器为对称的2段平滑移相曲面，移相曲面的轴向切面与输入波导1、阻抗变换段2的对称面呈45°夹角。从输入波导1、阻抗变换段2输入的线极化场可分解为2个等幅等相的正交场分量E1、E2，E1与圆极化器轴向切面平行，E2与圆极化器轴向切面垂直。

在电磁场传播过程中，与E2相比，E1在移相曲面的作用下发生相位延迟，最终实现E1、E2的相位差90°、幅度相等，从而形成圆极化场(如图3所示)。

圆极化段3的移相曲面在轴向切面上的投影为余弦曲线，其伸入圆波导内的深度S为式中A为伸入最大深度，L为移相曲面的轴向长度，x为轴向距离变量。移相曲面在与轴正交的切面上的投影为圆形的一部分，其直径为M。A、L、M为相关的配合系数，共同实现相位延迟量。为了实现良好匹配，可以取0.1d≤A≤0.15d，通过仿真确定L、M的值。

喇叭辐射器4的辐射口直径D根据所需要的馈源增益G确定，式中λ为工作波长，η为口面效率。通过仿真确定辐射器长度，从而获得良好匹配。

本发明的圆极化器采用薄壁冲压工艺加工，在实现圆极化的同时，可以实现结构加强效果。

综上所述，通过本发明，实现了圆极化辐射，各部分为结构一体化设计，加工工艺容易实现，可靠性高，可用于阵列天线馈源单元的批量生产。

对本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。