一種W波段波束波導饋源喇叭設計

摘 要 本文設計了一種基于光壁雙模結構形式的W波段饋源喇叭。該饋源喇叭由矩形波導、矩圓過渡、圓形波導、喇叭接圓波導、喇叭口面等結構組成。仿真結果表明這種光壁雙模結構的饋源喇叭具有功率容量高、高斯波束耦合度高等優點。

【關鍵詞】光壁雙模 饋源喇叭 W波段

1 引言

在雷達系統設計中，W波段因波長短，傳統的波導傳輸損耗大。波束波導饋電網絡具有損耗低、帶寬大、收發隔離等優點。因此，W波段波束波導饋電網絡在高頻段氣象探測領域中有著重要的應用價值。饋源喇叭是W波段波束波導饋電網絡的重要組成部分，其性能的好壞直接關系到饋電網絡的性能。因此可以根據不同的波束波導對饋電喇叭的需要選擇不同形式的饋電喇叭。在各種形式的饋源喇叭中，圓錐波紋喇叭和光壁雙模喇叭比較常用。圓錐波紋喇叭具有優良的電氣性能，高斯波束耦合度高、方向圖對稱良好、交叉極化低，常用作波束波導系統的饋源喇叭。但圓錐波紋喇叭的功率容量小，該系統主要用于大功率的波束的傳輸，所以圓錐波紋喇叭無法使用。本文采用功率容量高的光壁雙模喇叭作為初級高斯波束饋源。仿真結果表明高斯波束耦合度較好、插入損耗約為0.05dB。

2 饋源喇叭的設計與分析

W波段饋源喇叭由矩形波導、矩圓過渡、圓形波導、喇叭接圓波導、喇叭口面等結構組成。圖1（a）為光壁雙模喇叭的結構示意圖，其中高斯波束束腰距喇叭口面距離為Z=25mm，高斯波束束腰寬度為W0=4.2mm。

饋源喇叭實際加工中，增加了法蘭設計（見圖1（b））。該法蘭具有8個定位孔，與支架配合可調整成水平極化、垂直極化以及正負45°極化。

3 饋源喇叭仿真結果及結果分析

圖2為光壁雙模喇叭的近場特性仿真圖，結果表明喇叭口面電場耦合度高、對稱性好、功率容量高。饋源喇叭的駐波比在93.05-95.05GHz的帶寬范圍內，反射系數低于-20dB（見圖3）。也就是說有1%的能量反射回來，對應插入損耗約為0.05dB。

4 結語

本文設計了一種可用于W波段波束波導饋電網絡的光壁雙模饋源喇叭，仿真結果表明該饋源喇叭具有功率容量高、高斯波束耦合度高等優點，可廣泛應用于W波段波束波導饋電網絡中。

參考文獻

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作者簡介

郭靜超（1985-），男，河南省修武縣人。博士學位。現為中國電子科技集團公司第三十八研究所工程師，主要從事雷達系統設計及應用技術研究。

作者單位

中國電子科技集團公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088