一种高增益低旁瓣e面扇形喇叭天线的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波通信天线技术领域，特别是涉及一种高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线。
【背景技术】
[0002]微波由于其频谱宽、传播特性好、波长适中等优点，是整个无线电波段中最常用的波谱资源，已成为雷达成像、卫星通信/导航、蜂窝移动通信、无线中继通信、短距高速通信等无线电业务的优选频段。可以说，目前绝大部分无线业务都是集中在lGHz-30GHz的微波频段，而微波天线则是微波通信成功应用的关键和瓶颈。微波天线种类繁多，其中相当一部分是应用于高功率场景。常见大功率微波天线的一般由波导演变而来。一般地，波导类器件具有高功率容量、低损耗的突出优点。尽管它体积大而笨重，目前仍是大功率微波应用场合的首选器件。因此，在最原始的矩/圆波导基础上，人们开发出一系列功能不同、性能优异的波导类器件，如脊波导(Ridged Waveguide)、魔T头(Magic-T)、间隙波导(GapWaveguide)、波纹喇机天线(Corrugated Horn)、波导缝隙天线等。其中，喇机天线是由波导演变的天线类型中最典型的例子。矩形波导宽边(电壁)张开就是E-面扇形喇叭，窄边(磁壁)张开是H-面扇形喇叭，两边同时张开便是角锥喇叭；圆波导口径均匀张开成圆锥喇叭。E/Η面扇形喇叭天线的工作原理与窄矩形缝隙天线相同，即顺着缝隙的平面波束较窄，垂直于缝隙的平面波束则较宽，这种方向图适合于移动通信的用户覆盖场合，如用户分布在基站周围某个方向较宽角域范围的情形。而当宽边和窄边同时张开时，两个主平面波束宽度则十分接近，如角锥喇叭、圆锥喇叭，这种方向图则适合用作大焦径比旋转抛物面的馈源。另外，由于馈电的矩形波导主模TE1。模式隔离度很高，喇叭天线的交叉极化鉴别率(XPD)很高，故天线测量用的标准增益天线常选用角锥喇叭。虽然，扇形喇叭天线具有宽波束和高增益的特点，但方向图旁瓣、后瓣很大。因此，用于密集部署的基站时，会对邻近基站造成显著干扰，这极大地限制了其应用场合。由以上论述知，E/Η面扇形喇叭天线性能的提升，对于高功率宽角域移动通信覆盖应用仍有很大的现实意义。
[0003]本发明旨在为微波移动通信基站提供一种高功率容量、高增益、低旁瓣、宽波束、高效率、高交叉极化比(XPD)的E面扇形喇叭天线，从而对宽角度范围内的多个用户同时进行覆盖，并且不对邻近基站形成干扰。常规E面喇叭天线竖直放置时，满足基站天线水平波束宽(H面)、垂直波束窄(E面)的特点，但是旁瓣和后瓣电平很高，难以满足上述应用的特殊要求。为了克服这一缺点，本发明借鉴了类似波纹喇叭的设计思路，在喇叭张角段内壁的E面两侧加载周期性扼流槽，产生类似后者的混合HEll模式，从而显著降低了旁瓣和后瓣。同时，喇叭张开段采用混合张角，在减小喇叭长度的同时(L?24* λ)，可获得良好的宽带阻抗匹配(VSffR ^ 1.2) ο
[0004]另外，该方法还具有思路新颖、原理清晰、方法普适、结构简单、加工容易等特点。值得一提的是，该方法对于H面扇形喇叭天线的方向图优化设计也有较强的指导意义。
【发明内容】
[0005]本发明旨在解决现有技术之不足而提供的一种高增益、宽波束、低旁瓣、高前后向比(FTBR)、高交叉极化比(XPD)、高效率、高功率容量的E面扇形喇叭天线，从而对分布于较宽角域范围内的多个移动用户同时进行覆盖，并且不对附近距离较邻近的其他基站形成电磁干扰。
[0006]本发明采用如下技术解决方案来实现上述目的:一种高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，其特征在于，它包括由多段不同张角连接段构成的E面扇形喇叭主体，E面扇形喇叭主体包括依次连接的矩形波导段、张角连接段、喉部过渡段和扇形喇叭段；矩形波导段的一端作馈电端口，用主模TE1。模进行馈电，另一端朝外张开形成馈电波导和喇叭喉部间的连接段；连接段末端先后朝内、朝外弯折三次和两次，形成朝后凸起的喉部过渡段；过渡段末端宽边朝外张开形成扇形喇叭段，喇叭段的宽边两侧内壁放置一排垂直于内壁、均匀间隔、相互平行的矩形齿条，并延伸至喇叭口位置。
[0007]作为上述方案的进一步说明，所述连接段包括从馈电波导的一端朝外张开所形成的连接段的末端，然后其宽边先朝外弯折三次再朝内弯折两次形成朝后凸起的喉部，该喉部再朝外张开便形成扇形喇叭段。
[0008]所述排成一排的平行矩形齿条自喇叭喉部顺着宽边延伸至喇叭开口位置。
[0009]一种高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线的设计方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0010]步骤一，建立空间直角坐标系；
[0011]步骤二，选用一段长度为L。的BJ262或BJ260标准矩形波导，以方便与馈电部分连接；
[0012]步骤三，矩形波导一端作馈电端口，用主模TE1。模进行馈电，另一端的宽边(E面)朝外则以α角张开，张开段长度SL1，窄边宽度不变，形成馈电波导和波纹喇叭间的连接段;
[0013]步骤四，步骤三张开段末端宽边(Ε面)先朝外弯折三次，然后朝内弯折两次，形成朝后凸起的喉部，再以角度β张开，张开段长度SL2，窄边宽度仍保持不变；采用不等张角的两张开段，目的在于减小喇叭总长度L及获得宽带阻抗匹配，而它们间向后凸起的喉部过渡段则能进一步改善带内阻抗匹配；
[0014]步骤五，在步骤四喇叭段宽边(Ε面)两侧内壁，放置一排垂直于内壁、均匀间隔、相互平行的矩形齿条直至喇叭口位置，此周期结构能有效抑制旁瓣和后瓣，从而构成E面波纹扇形喇叭天线。其中，周期齿条的高度、间距、数量对驻波改善和旁瓣/后瓣抑制都有显著作用。
[0015]优选地，所述的矩形波导如BJ260或BJ262用作馈电波导段，长度则取L。?4* λ。
[0016]优选地，所述的高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，两张开段的张角和长度分别取α =7°?9°、β =11°?13°，L1?9* λ、L 11.7* λ ;两者间的后凸喉部过渡段深度D产1.2* λ，喇叭开口处的E面宽度W?12* λ。
[0017]优选地，所述的高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，喇叭段宽边内壁两侧(Ε面)放置两组完全对称的、垂直于内壁、均匀间隔、相互平行的矩形齿条，其设计参数为:高度H产I* λ，宽度W产0.45* λ，中心距S产0.45* λ，数目N = 19。
[0018]优选地，所述的一种高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，采用电火花等工艺加工成型。
[0019]优选地，所述的一种高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，选用纯铜、合金铜、铝和不镑钢等常见金属材料加工制造。
[0020]本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是:
[0021]本发明采用混合张角张开段和喇叭段E面加载周期性扼流槽的方法，产生类似波纹喇叭的混合HE11模式，从而显著降低了旁瓣/后瓣(SLL ( -14.5dB，FTBR彡28dB)和交叉极化电平(XPD彡60dB);同时，喇叭天线在长度(L?24*A)和口径宽度(W?12* λ)均较小的情况下，具有良好的宽带阻抗匹配(25GHz-30GHz，VSWR彡1.2)、宽波束(H面HPBW=63.5。-73.0。)和高增益(G = 17dB1-18dBi)特性。
【附图说明】
[0022]图1为天线模型所采用的直角坐标系定义示意图；
[0023]图2为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线模型图；
[0024]图2 (a)为喇叭正视图，图2 (b)为喇叭侧视图，图2 (c)为喇叭喉部过渡段的局部放大图；
[0025]图3为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线仿真输入阻抗Zin的频率特性图；
[0026]图4为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线仿真反射系数I S111曲线；
[0027]图5为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线仿真驻波比VSWR曲线；
[0028]图6为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线在4= 25GHz的仿真2D实增益方向图(G=17.98dBi)；
[0029]图7为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线在f。= 27GHz的仿真2D实增益方向图(G=17.24dBi)；
[0030]图8为高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线在fH= 29GHz的仿真2D实增益方向图(G=17.64dBi)。
[0031]附图标记说明:1、馈电波导段2、张角连接段3、喉部过渡段4、喇叭段5、周期性齿条6、喇叭口。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图给出本发明的较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0033]这里，将基于标准矩形波导BJ262来构造高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，并给出相应附图对本发明进行详细说明。需要特别说明的是，这里所描述的优选实施例子仅用于说明和解释本发明，并不用于限制或限定本发明。
[0034]本发明的一种高增益低旁瓣E面扇形喇叭天线，其特征在于，它包括由多段不同张角波导段构成的E面扇形喇叭主体，E面扇形喇叭主体包括依次连接的矩形波导段1、张角连接段2、喉部