一种螺旋阵列天线的馈电网络及螺旋阵列天线

本申请涉及阵列天线，具体而言，涉及一种螺旋阵列天线的馈电网络及螺旋阵列天线。

背景技术：

1、本部分的内容仅提供了与本申请相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

2、随着阵列天线技术的迅速发展，出现了多种多样的阵列天线。馈电网络作为阵列天线的关键组成部分，无论阵列天线是何种形式，均需要一个与之适配的馈电网络。

3、在高功率微波领域中，随着高功率微波技术的不断发展，人们对其技术终端的高功率微波天线技术的研究也日益深入。目前，已知的可应用于高功率微波领域的阵列天线包括螺旋阵列天线，此类阵列天线以螺旋天线(也称为“短螺旋天线”)作为天线单元，使得螺旋天线所具备的波瓣宽度宽、轴比良好、增益较高、轴向尺寸短以及可以辐射良好的圆极化波等优点得以充分利用，并且，通过旋转螺旋天线亦可实现天线单元的移相，从而易于实现天线单元的相位控制。

4、在相关螺旋阵列天线的技术中，早期的螺旋阵列天线所采用的馈电网络是将径向线(也即“径向波导”)作为馈电波导，并采用同轴波导输入结构，利用同轴-径向线模式转换器实现同轴馈电到径向线外形波的转化。实践证明，此类馈电网络由于存在输入同轴波导、同轴-径向线模式转换器等结构，使其轴向尺寸较大，影响其结构的紧凑性；并且，此类馈电网络的输入口必须位于径向线的下底板的中心，但受馈电波导前端结构的影响，在纵向空间受限的情况下，有时很难将馈电波导入口放在下底板中心。此外，此类馈电网络所采用的馈电波导的长宽比通常在1附近，且长宽尺寸大于数个工作波长，在天线共形组阵时难以保证阵面的平滑度，不利于与载体表面共形。

5、为此，赵玮琛等人提出了一种在l波段利用扁矩形波导进行馈电的馈电网络(具体可参见申请号为“cn2017107300937”的专利文献所公开的内容)，以期望缩减馈电网络的轴向尺寸。

技术实现思路

1、本申请的发明人发现，就赵玮琛等人所提出的馈电网络而言，为了消除馈电端口的耦合探针插入馈电波导内部后所引起的微波反射，以改善微波传输性能，除了靠近馈电波导出口处的部分馈电端口的耦合探针外，其余馈电端口的耦合探针的后方均需要布置反射立柱。就此种方式来说，由于需要在馈电波导内部增设反射立柱，且反射立柱的上下两端需要借助于螺栓等紧固件固定至馈电波导的上底板和下底板，使得整个馈电网络的结构较为复杂，并不利于馈电网络的加工实现。

2、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种螺旋阵列天线的馈电网络，该馈电网络在兼具轴向尺寸小、功率容量高以及易于与载体表面共形等优点的基础上，结构更加简单，且更易于加工实现。

3、本申请的目的通过以下技术方案实现：

4、一方面，本申请公开了一种螺旋阵列天线的馈电网络，包括：

5、矩形波导，限定出具有微波输入口的微波传输腔；所述微波输入口位于所述矩形波导的一侧；

6、分布在所述矩形波导的上底板上的馈电端口，所述馈电端口沿在所述微波传输腔内传输的微波的传输方向依次排列；所述馈电端口包括形成在所述上底板上的耦合孔，以及位于所述耦合孔的中心的耦合探针；所述耦合探针的底端伸入至所述微波传输腔内后与所述矩形波导的下底板相连；

7、反射结构，包括反射立柱以及反射凸起；靠近所述微波输入口的部分所述馈电端口的所述耦合探针后方布置有反射立柱；远离所述微波输入口的所述馈电端口的所述耦合探针后方未布置所述反射结构；

8、其余所述馈电端口的所述耦合探针后方的所述微波传输腔的内侧壁上布置有反射凸起。

9、在一些可能的实施例中，所述反射凸起是以所述微波传输腔的内侧壁为起点朝所述微波传输腔的内部中心延伸的凸台。

10、在一些可能的实施例中，所述反射凸起包括位于所述矩形波导的左侧板内壁上的第一反射凸起，以及位于所述矩形波导的右侧板内壁上的第二反射凸起；

11、所述第一反射凸起与所述左侧板一体成型，所述第二反射凸起与所述右侧板一体成型。

12、在一些可能的实施例中，所述反射凸起的高度等于所述微波传输腔的高度。

13、在一些可能的实施例中，所述反射凸起与对应的所述耦合探针之间间隔四分之一波长的距离。

14、在一些可能的实施例中，分布在所述上底板上的所述馈电端口的排列形式为2×n的三角形栅格，并分布在所述上底板中轴线的两侧，其中，n≥3。

15、在一些可能的实施例中，所述耦合探针包括同轴设置的耦合底座以及耦合柱，所述耦合底座的直径大于所述耦合柱的直径；

16、所述耦合底座位于所述微波传输腔内并连接至所述下底板，所述耦合柱的底端连接至所述耦合底座，所述耦合柱的顶端延伸至所述耦合孔内；

17、其中，在沿微波的传输方向依次排列的各所述馈电端口中，所述耦合底座的直径和高度逐渐增大。

18、在一些可能的实施例中，所述耦合探针为全金属的耦合探针。

19、在一些可能的实施例中，所述反射立柱的两端分别与所述上底板和所述下底板相连。

20、另一方面，本申请公开了一种螺旋阵列天线，包括上述所述的螺旋阵列天线的馈电网络。

21、本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

22、1、本申请公开的馈电网络通过采用一体成型在矩形波导内壁上的反射凸起代替部分反射立柱，使得馈电网络在兼具轴向尺寸小、功率容量高以及易于与载体表面共形等优点的基础上，有利于进一步简化馈电网络的结构，并使得馈电网络更易于加工实现。

23、2、本申请公开的馈电网络针对矩形波导内te10模的特定场分布对馈电端口的排列方式进行设计，具体通过将馈电端口以2×n的三角形栅格的排列方式排列在上底板中轴线的两侧，有利于各馈电端口的耦合探针避开场强较强的中央场，简化了馈电网络所需的探针结构，进一步有利于馈电网络的加工实现，特别是在高频段的小型化实现。同时，此种排列方式能够有效减小耦合探针对微波传输的干扰，有利于提升馈电网络的功率容量。并且，采用三角形栅格的排列方式，使得在矩形波导的同一纵向截面内都只有一个耦合探针，以便于进一步降低耦合探针对微波传输的干扰，有利于进一步提升馈电网络的功率容量。

技术特征：

1.一种螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述反射凸起是以所述微波传输腔的内侧壁为起点朝所述微波传输腔的内部中心延伸的凸台。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述反射凸起包括位于所述矩形波导的左侧板内壁上的第一反射凸起，以及位于所述矩形波导的右侧板内壁上的第二反射凸起；

4.根据权利要求1或2所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述反射凸起的高度等于所述微波传输腔的高度。

5.根据权利要求1或2所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述反射凸起与对应的所述耦合探针之间间隔四分之一波长的距离。

6.根据权利要求1所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，分布在所述上底板上的所述馈电端口的排列形式为2×n的三角形栅格，并分布在所述上底板中轴线的两侧，其中，n≥3。

7.根据权利要求1所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述耦合探针包括同轴设置的耦合底座以及耦合柱，所述耦合底座的直径大于所述耦合柱的直径；

8.根据权利要求1所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述耦合探针为全金属的耦合探针。

9.根据权利要求1所述的螺旋阵列天线的馈电网络，其特征在于，所述反射立柱的两端分别与所述上底板和所述下底板相连。

10.一种螺旋阵列天线，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的螺旋阵列天线的馈电网络。

技术总结本申请涉及阵列天线技术领域，公开了一种螺旋阵列天线的馈电网络及螺旋阵列天线，其中，馈电网络包括矩形波导、分布在矩形波导的上底板上的馈电端口以及反射结构，反射结构包括反射立柱以及反射凸起。本申请公开的馈电网络通过采用一体成型在矩形波导内壁上的反射凸起代替部分反射立柱，使得馈电网络在兼具轴向尺寸小、功率容量高以及易于与载体表面共形等优点的基础上，有利于进一步简化馈电网络的结构，并使得馈电网络更易于加工实现。技术研发人员：倪泰来,刘庆想,王邦继,邱嵩,王秀芳受保护的技术使用者：西南交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29