一種極化可變的喇叭天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種極化可變的喇叭天線，包括依次連接的喇叭天線部、波導(dǎo)部、變極化器、波導(dǎo)過(guò)渡部,所述波導(dǎo)過(guò)渡部為矩形波導(dǎo)，所述波導(dǎo)過(guò)渡部上設(shè)置有第一定位部件，所述變極化器上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二定位部件，其中，所述第一定位部件與所述第二定位部件配合使得通過(guò)矩形波導(dǎo)的波在通過(guò)變極化器后能夠產(chǎn)生對(duì)應(yīng)工作模式的波。本發(fā)明的極化可變的喇叭天線僅通過(guò)調(diào)整變極化器和矩形波導(dǎo)的安裝方式就能使天線工作在不同的極化方式中，與現(xiàn)有技術(shù)中需要分別獨(dú)立準(zhǔn)備不同天線相比，本發(fā)明的喇叭天線使用方便、安裝簡(jiǎn)單、成本低。
【專利說(shuō)明】
一種極化可變的喇叭天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，特別是一種極化可變的喇叭天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 喇叭天線主要應(yīng)用于無(wú)線產(chǎn)品的測(cè)試場(chǎng)地中，比如遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)、近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng) 等，用于標(biāo)校待測(cè)天線的性能，包括增益、方向圖、副瓣電平、極化純度等性能。根據(jù)天線理 論可知，天線的極化包括線極化，左旋圓極化和右旋圓極化等。
[0003] 然而，在現(xiàn)有設(shè)備中，對(duì)于某一固定頻段而言，根據(jù)待測(cè)天線的極化可能不同，需 要準(zhǔn)備至少三套饋源喇叭天線，這對(duì)設(shè)備的安裝、使用以及管理復(fù)雜化，同時(shí)還增加了成 本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種使用方便、安裝簡(jiǎn)單、成本較低的 極化可變的喇叭天線。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種極化可變的喇叭天線，包括依次連接的喇叭天線部、波導(dǎo)部、變極化器、波導(dǎo) 過(guò)渡部，所述波導(dǎo)過(guò)渡部為矩形波導(dǎo)，所述波導(dǎo)過(guò)渡部上設(shè)置有第一定位部件，所述變極化 器上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二定位部件，其中，所述第一定位部件與所述第二定位部件配合使得通 過(guò)矩形波導(dǎo)的波在通過(guò)變極化器后能夠產(chǎn)生對(duì)應(yīng)工作模式的波。
[0007] 進(jìn)一步地，所述對(duì)應(yīng)工作模式的波包括線極化波、左旋圓極化波、右旋圓極化波。
[0008] 進(jìn)一步地，所述第一定位部件與所述第二定位部件均為至少2個(gè)銷釘孔，當(dāng)所述銷 釘孔對(duì)應(yīng)配合后，通過(guò)螺釘進(jìn)行固定。
[0009] 進(jìn)一步地，所述喇叭天線部包括喇叭、第一法蘭盤(pán)，所述喇叭與所述波導(dǎo)部一端通 過(guò)第一法蘭盤(pán)進(jìn)行連接。
[0010] 進(jìn)一步地，所述波導(dǎo)部另一端與所述變極化器通過(guò)第二法蘭盤(pán)進(jìn)行連接。
[0011] 進(jìn)一步地，所述喇叭天線部、波導(dǎo)部與變極化器為一體成型結(jié)構(gòu)。
[0012] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0013] 本發(fā)明的極化可變的喇叭天線僅通過(guò)調(diào)整變極化器和矩形波導(dǎo)的安裝方式就能 使天線工作在不同的極化方式中，與現(xiàn)有技術(shù)中需要分別獨(dú)立準(zhǔn)備不同天線相比，本發(fā)明 的喇叭天線使用方便、安裝簡(jiǎn)單、成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1所示是本發(fā)明的極化可變的喇叭天線結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2所示是本發(fā)明的波導(dǎo)過(guò)渡部和變極化器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3所示是線極化方式的矩形波導(dǎo)到變極化器的場(chǎng)過(guò)渡示意圖。
[0017] 圖4所示是左旋圓極化方式的矩形波導(dǎo)到變極化器的場(chǎng)過(guò)渡示意圖。
[0018] 圖5所示是右旋圓極化方式的矩形波導(dǎo)到變極化器的場(chǎng)過(guò)渡示意圖。
[0019] 圖6所示是變極化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖7所示是喇叭天線部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中標(biāo)記：1-喇叭天線部，11-喇叭，12-第一法蘭盤(pán)，2-波導(dǎo)部，3-變極化器，4-波 導(dǎo)過(guò)渡部，311、312、313、314-第二定位部件，411、412、413、414-第一定位部件。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0023] 實(shí)施例1:
[0024] 圖1所示是本發(fā)明的極化可變的喇叭天線結(jié)構(gòu)示意圖，包括依次連接的喇叭天線 部1、波導(dǎo)部2、變極化器3、波導(dǎo)過(guò)渡部4,所述波導(dǎo)過(guò)渡部4為矩形波導(dǎo)，具體的，參看圖2,所 述波導(dǎo)過(guò)渡部4上設(shè)置有第一定位部件（11、412、413、414)，所述變極化器上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第 二定位部件(311、312、313、314)，其中，所述第一定位部件與所述第二定位部件配合使得通 過(guò)矩形波導(dǎo)的波在通過(guò)變極化器后能夠產(chǎn)生對(duì)應(yīng)工作模式的波。
[0025] 本發(fā)明的極化可變的喇叭天線僅通過(guò)調(diào)整變極化器和矩形波導(dǎo)的安裝方式就能 使天線工作在不同的極化方式中，與現(xiàn)有技術(shù)中需要分別獨(dú)立準(zhǔn)備不同天線相比，本發(fā)明 的喇叭天線使用方便、安裝簡(jiǎn)單、成本低。
[0026] 所述對(duì)應(yīng)工作模式的波包括線極化波、左旋圓極化波、右旋圓極化波。
[0027] 所述第一定位部件與所述第二定位部件均為至少2個(gè)銷釘孔，當(dāng)所述銷釘孔對(duì)應(yīng) 配合后，通過(guò)螺釘進(jìn)行固定。
[0028] 為了進(jìn)一步闡述本實(shí)施方式的工作原理，這里給出矩形波導(dǎo)和變極化器的位置示 意圖簡(jiǎn)化模型，且此處約定，圖3-圖5均是從天線背部往天線輻射口面看過(guò)去，即先經(jīng)過(guò)矩 形波導(dǎo)，再到變極化器，如無(wú)特殊說(shuō)明，此專利的闡述均遵照該原則。
[0029]根據(jù)電磁場(chǎng)極化理論，對(duì)于兩個(gè)正交的電磁波而言，有以下定義：
[0030] 當(dāng)任意兩個(gè)同頻率、同方向傳播且極化方向相互垂直的線極化波，當(dāng)它們的相位 相同或相差為180°時(shí)，其合成波為線極化波。
[0031] 當(dāng)任意兩個(gè)同頻率、同方向傳播且極化方向相互垂直的線極化波，當(dāng)它們的相位 相差為90°時(shí)，其合成波為圓極化波，從波的傳播方向看過(guò)去，如果波的方向隨著時(shí)間的變 化呈現(xiàn)左手螺旋定則，則為左旋圓極化波，如果滿足右手螺旋定則，則為右旋圓極化波。 [0032]圖3中，矩形波導(dǎo)的主模為T(mén)E 1Q模，其電場(chǎng)方向?yàn)镋方向，此時(shí)變極化器內(nèi)部的電場(chǎng) 主方向和矩形波導(dǎo)內(nèi)電場(chǎng)方向一致，因此其電場(chǎng)方向主要為E'，其余方向的電場(chǎng)分量可以 忽略，因此，對(duì)于該結(jié)構(gòu)布局而言，呈現(xiàn)出來(lái)的是線極化波。
[0033]圖4中，矩形波導(dǎo)的主模為T(mén)E1Q模，其電場(chǎng)方向?yàn)镋方向，此時(shí)變極化器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 45°，通過(guò)變極化器，可以將ΤΕιο模的電場(chǎng)E分解為一對(duì)幅度相等的正交電場(chǎng)分量Ea'和Eb'， 此時(shí)由于邊34a收窄了，Eb '方向的場(chǎng)分量比Ea '方向的場(chǎng)分量超前達(dá)到邊緣，可以通過(guò)調(diào)整 變極化器的結(jié)構(gòu)尺寸，使得Eb'比Ea'剛好超前90°，且波的方向隨著時(shí)間的變化呈現(xiàn)左手螺 旋定則，這恰好滿足左旋圓極化的實(shí)現(xiàn)條件，從而形成左旋圓極化波。
[0034] 圖5的類似于圖4的情況，矩形波導(dǎo)的主模為T(mén)E1Q模，其電場(chǎng)方向?yàn)镋方向，此時(shí)變極 化器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，通過(guò)變極化器，可以將TE 1Q模的電場(chǎng)E分解為一對(duì)幅度相等的正交電場(chǎng) 分量Ea '和Eb '，此時(shí)由于邊34a收窄了，Eb '方向的場(chǎng)分量比Ea'方向的場(chǎng)分量超前達(dá)到邊 緣，可以通過(guò)調(diào)整變極化器的結(jié)構(gòu)尺寸，使得Eb'比Ea'剛好超前90°，且波的方向隨著時(shí)間 的變化呈現(xiàn)右手螺旋定則，這恰好滿足右旋圓極化的實(shí)現(xiàn)條件，從而形成右旋圓極化波。
[0035] 具體的，在本實(shí)施方式中，定位部件的設(shè)置位置符合上述角度條件。當(dāng)311配對(duì) 411，313配對(duì)414時(shí)，此時(shí)符合線極化的工作模式，形成線極化波；當(dāng)312配對(duì)412，314配對(duì) 413時(shí)，此時(shí)符合左旋極化的工作模式，形成左旋圓極化波。當(dāng)312配對(duì)411，314配對(duì)414時(shí)， 此時(shí)符合右旋極化的工作模式，形成右旋圓極化波。
[0036]值得一提的是，本實(shí)施方式僅示例了一種模型，只要依照上述角度設(shè)置關(guān)系對(duì)矩 形波導(dǎo)和變極化器的位置進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的極化方式，都屬于本發(fā)明的構(gòu)思。
[0037] 由于需要進(jìn)行相位匹配，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)變極化器來(lái)調(diào)節(jié)相位差值，在一個(gè)具體 實(shí)施方式中，本發(fā)明的變極化器可采用全極化器，具體參看圖6,通過(guò)調(diào)節(jié)321、322、323來(lái)調(diào) 節(jié)正交分量的相位，以此滿足對(duì)應(yīng)極化狀態(tài)的相位。
[0038] 在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述喇叭天線部包括喇叭、第一法蘭盤(pán)，所述喇叭與所述 波導(dǎo)部一端通過(guò)第一法蘭盤(pán)進(jìn)行連接。
[0039] 在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述波導(dǎo)部另一端與所述變極化器通過(guò)第二法蘭盤(pán)進(jìn)行 連接。
[0040] 在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述喇叭天線部、波導(dǎo)部與變極化器為一體成型結(jié)構(gòu)。 [00411喇叭天線部1包括喇叭11、法蘭盤(pán)12，法蘭盤(pán)12是為了連接喇叭天線部和波導(dǎo)部， 通過(guò)法連盤(pán)連接后，為了能夠使1、2的連接更加精確和穩(wěn)固，還可采用銷釘、螺釘?shù)确绞竭M(jìn) 一步進(jìn)行固定。
[0042] 波導(dǎo)部2是為了將變極化器3輸出的能量傳遞到喇叭天線部1，或者將喇叭天線部1 接收下來(lái)的能量傳遞到變極化器3。這部分核心結(jié)構(gòu)是喇叭的尺寸，它的橫向半徑必須要保 證在設(shè)計(jì)頻段內(nèi)圓波導(dǎo)的基模在該波導(dǎo)中傳輸不被截止，具體公式如下：
[0043]
[0044] 其中f。為傳輸?shù)淖畹皖l率，C為光速，P' nm第一類貝塞爾函數(shù)y n的第m個(gè)根，其前幾 項(xiàng)的值如表1所示。
[0045]
[0046] 表 1
[0047]根據(jù)表1可知，TEn模是圓波導(dǎo)的基模，因此，截止頻率和圓波導(dǎo)半徑的關(guān)系是： [0048]
[0049] 另外，其縱向尺寸可根據(jù)具體的安裝要求進(jìn)行調(diào)整。波導(dǎo)部的一端法蘭盤(pán)是為了 和喇叭天線部的法蘭盤(pán)12緊密配合。波導(dǎo)部的另一端法蘭盤(pán)是為了和變極化的法蘭盤(pán)緊密 配合。
[0050] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極化可變的喇叭天線，包括依次連接的喇叭天線部、波導(dǎo)部、變極化器、波導(dǎo)過(guò) 渡部，所述波導(dǎo)過(guò)渡部為矩形波導(dǎo)，其特征在于，所述波導(dǎo)過(guò)渡部上設(shè)置有第一定位部件， 所述變極化器上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二定位部件，其中，所述第一定位部件與所述第二定位部件 配合使得通過(guò)矩形波導(dǎo)的波在通過(guò)變極化器后能夠產(chǎn)生對(duì)應(yīng)工作模式的波。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化可變的喇叭天線，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)工作模式的波包 括線極化波、左旋圓極化波、右旋圓極化波。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的極化可變的喇叭天線，其特征在于，所述第一定位部件與所述 第二定位部件均為至少2個(gè)銷釘孔，當(dāng)所述銷釘孔對(duì)應(yīng)配合后，通過(guò)螺釘進(jìn)行固定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的極化可變的喇叭天線，其特征在于，所述喇叭天線部包括喇 口八、第一法蘭盤(pán)，所述喇叭與所述波導(dǎo)部一端通過(guò)第一法蘭盤(pán)進(jìn)行連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的極化可變的喇叭天線，其特征在于，所述波導(dǎo)部另一端與所述 變極化器通過(guò)第二法蘭盤(pán)進(jìn)行連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的極化可變的喇叭天線，其特征在于，所述喇叭天線 部、波導(dǎo)部與變極化器為一體成型結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01Q1/50GK105896090SQ201610454902
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】丁卓富, 張 成, 管玉靜, 何根
【申請(qǐng)人】成都雷電微力科技有限公司