天线及其馈源组件制造技术

本发明专利技术公开一种天线及其馈源组件，馈源组件呈旋转对称结构，包括副反射面、介质头、波导管及底座，波导管一端插置于底座中，另一端供介质头第一端插置，介质头第二端依照该端的端面形状覆盖设置所述副反射面，所述介质头：其插置于波导管部分具有至少一级圆柱体，该部分与波导管之间设有形成于彼此相对面上的连接构造；其外露于波导管外的部分设有多个具有不同直径的圆柱面；其第二端的端面上设有置中且朝向其第一端凹陷的斜锥面，沿斜锥面外围形成有圆环平面，该斜锥面上设置有至少一级微扰结构。本发明专利技术的天线及其馈源组件克服了波导管与介质头、底座之间的物性差异所带来的问题，使它们实现稳固连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波天线，尤其涉及一种天线及其馈源组件。
技术介绍
在微波点对点或者点对多点的通信网络中，微波天线是必不可少的接收和发射电磁波信号的装置。应用在5GHz到60GHz频带内的微波天线通常包括四个组件馈源、提供反射面的反射件、天线罩以及辅助的安装件等。安装件起将天线安装固定在抱杆或铁塔上的作用；天线罩则起保护天线免受雨、雪、冰冻等自然环境影响的作用，同时要求天线罩对天线电性能的影响尽可能地小。而反射面和馈源则主要决定天线的电性能，作接收天线时，从远处传播来的电磁波经反射面反射汇聚，再由馈源接收经波导等封闭传输线至接收机；作发射天线时，由信号源发出的电磁波信号经波导等封闭传输线至馈源，再由馈源辐射并 按照一定幅度和相位分布要求照射至反射面，最后经反射面反射至自由空间辐射。随着微波通信的发展，市场对微波天线的需求量越来越大，同时对天线的要求也越来越高。不仅要求微波天线满足严格的电性能指标以及尺寸、重量、风荷等机械性能指标，同时也要求在制造、运输、安装等环节的成本低。微波天线的电性能指标主要包括增益、回波损耗、主极化和交叉极化的辐射方向图等。为了区别天线的电性能等级以为不同应用场合选用天线做参考，一些国际和地区的相关机构根据天线的增益和福射方向图包络(RadiationPattern Envelope, RPE)制定了相应的等级标准，例如欧洲标准ETSI EN 302217和美国标准US FCC PartlOl等。在实际工程中也常用标准性能(StandardPerformance )、高性能(High Performance )、超高性能(Ultra-high Performance)等称谓来表征天线的性能等级。参考图I所示，一种传统的超高性能微波天线的解决方案是采用F/D (F是抛物线的焦距，D是抛物线的口径)较小(通常F/D〈0. 2)的深反射面I配合照射角度较大(通常大于180° )的馈源3，该方案由于无需附加金属裙边和吸波材料即可实现超高性能的RPE，因此具有整体剖面低、重量轻、风荷小、成本低等优点。张口波导型前馈式馈源由于难于实现如此大的照射角度，因而不适用于这类低剖面超高性能天线；而自支撑后馈式馈源容易实现大于180°的照射角度，并且在照射角度内辐射相位波动较小，因此较适用于低剖面超高性能天线。自支撑后馈式馈源是低剖面传统的超高性能微波天线设计的关键，它将在很大程度上决定天线整机的电性能、结构形式以及成本。自支撑后馈式馈源在结构上通常由三部分构成，自上而下分别是副反射面、介质头以及开口波导管。在发射状态下的工作机理是由发射机产生的电磁信号经波导管传输并在波导口面福射，该初级福射电磁波再经副反射面反射到主反射面，最后经主反射面向自由空间辐射。接收状态的工作机理与之相反从远处传输来的电磁波首先经主反射面聚束反射到副反射面，再由副反射面聚焦至波导口面，最后经波导管接收并输入到接收机。在自支撑后馈式馈源中，波导管起初级辐射源的作用；副反射面起反射初级辐射电磁波的作用，副反射面的尺寸和形状将影响反射电磁波的幅度和相位的空间分布；介质头在结构上起支撑和连接副反射面和波导管的作用，在电性能上也将影响馈源的回波损耗、主极化和交叉极化分量的幅度和相位方向图等性能。理想的自支撑后馈式馈源的解决方案应该达到如下目标I)在电性能方面，在较宽的频带范围内具有良好的阻抗匹配性能、交叉极化分量小、主极化分量的幅度和相位分布可灵活赋形以满足各种整机性能的要求；2)在结构性能方面，尺寸小、机械强度好、满足各种环境试验指标的要求；3)在成本方面，材料成本低廉、易加工成型和批量生产。目前已经发展出了多种应用于低剖面超高性能微波天线的自支撑后馈式馈源的解决方案，其中较好的两种方案如图2所示图2(a)为US 6919855B2号专利公告中揭示的一种馈源解决方案，它的主要特征是露在波导管2外的介质头部分3为锥形体，在其锥面上带有一组具有相同中心轴的齿状或槽状微扰结构以实现灵活的赋形设计；然而，这一类馈源的介质头外表面为斜锥面，且上述微扰结构通常不平行或垂直于介质头的中心轴，难以机械加工或模具成型，因而制造成本较高。图2(b)为前一技术方案的一种改进方案，所述的介质头3的外形轮廓大多平行或者垂直于旋转对称轴，且介质头3第二端的端面上设有 置中且朝向其第一端凹陷的斜锥面4，斜锥面4上设置有至少一级微扰结构341和342，因此易于机械加工或模具注塑成型；但由于其微扰结构341和342都是直角结构，不利于其加工或模具成型精度控制、以及后续的金属化、喷漆等表面处理，影响了产品批量生产时的成品率。而且上述两类方案中，介质头3或底座5与波导管2之间的非金属与金属接触面或者经过表面处理的金属表面之间物性差异较大，单纯地直接粘接，在室外环境恶劣的地区，如极地附近、东北亚、北美、北欧等地区，波管与介质头、波导管与底座的连接的可靠性不容易得到保障。
技术实现思路
本专利技术的首要目的即是克服上述应用于低剖面超高性能微波天线的自支撑后馈式馈源解决方案的不足，提供一种连接固定更为可靠的低成本的天线的馈源组件。本专利技术的另一目的在于提供一种与前述目的相应的天线。为实现该目的，本专利技术采用如下技术方案一种天线的馈源组件，呈旋转对称结构，包括副反射面、介质头、波导管及底座，波导管一端插置于底座中，另一端供介质头第一端插置，介质头第二端依照该端的端面形状覆盖设置所述副反射面，所述介质头其插置于波导管部分具有至少一级圆柱体，该部分与波导管之间设有形成于彼此相对面上的连接构造；其外露于波导管外的部分设有多个具有不同直径的圆柱面；其第二端的端面上设有置中且朝向其第一端凹陷的斜锥面，沿斜锥面外围形成有圆环平面，该斜锥面上设置有至少一级微扰结构。所述连接构造包括分别设置在波导管和介质头插置于波导管部分的一对相向的环形槽，以及置于该两个环形槽之间的填充料。较佳的，所述填充料为胶或焊料。所述连接构造包括设置在波导管和介质头插置于波导管部分两者中之一的环形凸起、两者中之二的环形槽，该环形凸起与该环形槽相卡合。所述介质头第二端面的斜锥面微扰结构与斜锥面的夹角呈钝角关系或呈平滑曲面过渡。所述介质头第二端面的斜锥面微扰结构的棱边呈倒圆角或为呈平滑曲线过渡。所述介质头的外露于波导管外的部分的多个圆柱面自介质头第二端向第一端以直径渐小的方式台阶式排列。所述介质头的外露于波导管外的部分的多个圆柱面中，至少有一个靠近介质头第一端的圆柱面的直径大于相对靠近介质头第二端的一个圆柱面的直径。所述介质头的外露于波导管外的部分中的多个圆柱面中，至少有一个圆柱面在其外围有间距地设置圆管状介质齿，该介质齿与该圆柱面紧邻的一个圆柱面相连接。或，所述介质头的外露于波导管外的部分中的多个圆柱面中，至少有一个圆柱面径向外延伸设置有介质齿。所述介质头的外露于波导管外的部分中的多个圆柱面中，至少一个圆柱面套设有金属圆环。·所述金属圆环为金属镀层或金属成型件。所述副反射面由覆盖设置在介质头第二端端面上的金属镀层或金属成型件的非覆盖面形成。所述波导管插置于底座中的部分与底座之间以所述连接构造完全相同的结构相连接。所述底座呈中空结构以供波导管插置其中，其形成有包围波导管用于减小主反射面对馈源组件的阻抗匹配性能影响的圆环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线的馈源组件，呈旋转对称结构，包括副反射面、介质头、波导管及底座，波导管一端插置于底座中，另一端供介质头第一端插置，介质头第二端依照该端的端面形状覆盖设置所述副反射面，其特征在于，所述介质头：其插置于波导管部分具有至少一级圆柱体，该部分与波导管之间设有形成于彼此相对面上的连接构造；其外露于波导管外的部分设有多个具有不同直径的圆柱面；其第二端的端面上设有置中且朝向其第一端凹陷的斜锥面，沿斜锥面外围形成有圆环平面，该斜锥面上设置有至少一级微扰结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜汝丹，吴知航，谢庆南，刘素芹，王岩，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：