本发明属于天馈系统领域，具体地讲涉及一种高频段毫米波馈源。
背景技术：
高频段毫米波馈源作为毫米波雷达和微波辐射计天馈系统的核心器件，主要用作天线的初级辐射器，为天线提供有效的照射，并确保极化方向一致。由此可见，高频段毫米波馈源是决定天线电特性和频段的重要器件，以期实现尽量高的增益。
高频段毫米波馈源尤其是带加载槽的波纹喇叭结构较为复杂，整体不易成型，因此现有的波纹喇叭结构通常采用电化学腐蚀进行整体成型或者采用两个半圆圈形进行组装的结构方式，存在废品率高、精度误差大、合格率低、生产成本高的缺点。
技术实现要素：
根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高频段毫米波馈源，该高频段毫米波馈源的精度误差小、生产合格率高，降低了高频段毫米波馈源的生产成本，增强了高频段毫米波馈源的增益，提高了高频段毫米波馈源的工作性能。
本发明采用以下技术方案：
一种高频段毫米波馈源，包括依次排列、相互抵靠的变径段、变模段、过渡段和辐射段；所述变径段、变模段、过渡段、辐射段均为圆筒状，变径段、变模段、过渡段、辐射段的内直径依次逐渐变大。
优选的，所述过渡段包括变频段和变角段，变频段靠近变模段设置，变角段靠近辐射段设置；所述变频段、变角段的内直径依次逐渐变大。
进一步优选的，所述变径段、变模段、变频段、变角段和辐射段的轴线均互相重合；所述变径段、变模段固定在小直径套筒内，辐射段固定在大直径套筒内，过渡段固定在位于小直径套筒和大直径套筒之间的中间套筒内；所述小直径套筒与中间套筒之间、大直径套筒与中间套筒之间均固定连接；所述小直径套筒的外侧端设有与其固定连接的小直径端盖，大直径套筒的外侧端设有与其固定连接的大直径端盖；所述变径段的外侧端抵靠在小直径端盖的内侧面上，辐射段的外侧端抵靠在大直径端盖的内侧面上。
更进一步优选的，所述小直径端盖和大直径端盖均为圆环状，小直径端盖的内直径小于小直径套筒的内直径，大直径端盖的内直径小于大直径套筒的内直径。
更进一步优选的，所述变径段的内直径由其外侧端到靠近变模段处逐渐变大，所述变径段的外侧端卡接在小直径端盖的内圈中；所述变径段的外侧端设有多个与波导相连的连接孔，变径段的中间位置的外表面开有环状凹槽。
更进一步优选的，所述变模段包括至少一个环加载圆片，所述环加载圆片呈圆环状，圆环状环加载圆片的径向内侧设有内环，所述内环上设置为朝向变径段突出的凸台，所述凸台的朝向变径段一侧的端面低于凸台所在的环加载圆片的相应侧的端面，凸台的远离变径段一侧的端面与环加载圆片的相应侧的端面相齐平；当环加载圆片设置为多个时，自靠近变径段至远离变径段的环加载圆片上的凸台的高度逐渐降低，凸台的内直径自变径段的一侧向远离变径段的一侧逐渐增大。
更进一步优选的，所述变频段、变角段和辐射段均包括至少一个波纹槽圆片，所述波纹槽圆片呈圆环状；圆环状的波纹槽圆片的内环面上设有沿径向内侧伸出的环片，所述环片设置在波纹槽圆片的远离变模段的一侧，且环片的远离变模段的一侧的端面与所在的波纹槽圆片的相应侧的端面齐平；所述环片的内直径自变模段的一侧向远离变模段的一侧逐渐变大；靠近变模段的波纹槽圆片抵靠在小直径套筒的端面上，靠近辐射段的波纹槽圆片抵靠在辐射段上；靠近变角段的波纹槽圆片抵靠在中间套筒的端面上，靠近大直径端盖的波纹槽圆片卡接在大直径端盖的内圈中。
更进一步优选的，所述小直径端盖与小直径套筒之间、小直径套筒与中间套筒之间、中间套筒与大直径套筒之间、大直径套筒与大直径端盖之间均通过止口配合连接，且所述小直径端盖与小直径套筒之间、小直径套筒与中间套筒之间、中间套筒与大直径套筒之间、大直径套筒与大直径端盖之间均通过连接件固定连接。
更进一步优选的，所述变径段、变模段、变频段、变角段、辐射段、小直径套筒、大直径套筒、中间套筒、小直径端盖、大直径端盖均采用h62黄铜。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的高频段毫米波馈源包括变径段、变模段、变频段、变角段和辐射段，所述变径段、变模段固定在小直径套筒内，辐射段固定在大直径套筒内，过渡段固定在位于小直径套筒和大直径套筒之间的中间套筒内；所述小直径套筒与中间套筒之间、大直径套筒与中间套筒之间均固定连接；所述小直径套筒的外侧端设有与其固定连接的小直径端盖，大直径套筒的外侧端设有与其固定连接的大直径端盖；所述变径段的外侧端抵靠在小直径端盖的内侧面上，辐射段的外侧端抵靠在大直径端盖的内侧面上。本发明的馈源结构将馈源内腔体的高加工精度要求转化为套筒的定位精度和装配精度，普通的数控机床就能满足加工要求，从而降低了馈源加工的设备要求，提高了馈源的加工精度和合格率，降低了高频段毫米波馈源的生产成本。
2)本发明的高频段毫米波馈源中，环加载圆片呈圆环状，圆环状环加载圆片的径向内侧设有内环，所述内环上设置为朝向变径段突出的凸台；所述波纹槽圆片呈圆环状，圆环状的波纹槽圆片的内环面上设有沿径向内侧伸出的环片。变模段中的环加载圆片的结构设置，将波导中的te11模转换为he11模时不会引起显著地失配也不会造成非必要的显著激励，而波纹槽圆片实现了辐射段和变模段之间的张角变换、槽深度以及槽距变换，因此，环加载圆片和波纹槽圆片的结构设置，增强了高频段毫米波馈源的增益，提高了高频段毫米波馈源的工作性能。
3)本发明的高频段毫米波馈源中，所述小直径端盖与小直径套筒之间、小直径套筒与中间套筒之间、中间套筒与大直径套筒之间、大直径套筒与大直径端盖之间均通过止口配合连接，且所述小直径端盖与小直径套筒之间、小直径套筒与中间套筒之间、中间套筒与大直径套筒之间、大直径套筒与大直径端盖之间均通过连接件固定连接。本发明的小直径端盖与小直径套筒之间、小直径套筒与中间套筒之间、中间套筒与大直径套筒之间、大直径套筒与大直径端盖之间均通过止口配合连接，起到了对端盖与套筒之间、套筒与套筒之间在径向的限位；同时，本发明的端盖与套筒之间、套筒与套筒之间均通过螺钉固定连接，起到了对端盖与套筒之间、套筒与套筒之间在轴向的限位和固定，使得套筒能够对变径段、变模段、变频段、变角段和辐射段进行很好的限位和固定。
4)本发明的高频段毫米波馈源中，整个馈源各个零件的加工难度和精度要求一般，并通过各个零件具有的定位孔和限位配合面确保整个馈源的精度，而不需使用电化学腐蚀和特种机床加工，同时加工方式避免了焊接、电化学腐蚀加工，装配形式为螺纹紧固装配，装配较为方便，从而大幅降低了整个馈源的加工成本。
附图说明
图1为本发明的高频段毫米波馈源的立体结构图一。
图2为本发明的高频段毫米波馈源的立体结构图二。
图3a、图3b分别为本发明的高频段毫米波馈源的坐视图和右视图。
图4为本发明的高频段毫米波馈源的结构剖视图。
图5为本发明的高频段毫米波馈源与正方形外接口的安装示意图。
图6为本发明的高频段毫米波馈源在51ghz频段下仿真图。
图7为本发明的高频段毫米波馈源在59ghz频段下仿真图。
附图标记：1-变径段，2-变模段，3-过渡段，4-辐射段，5-小直径套筒，6-大直径套筒，7-中间套筒，8-小直径端盖，9-大直径端盖，11-连接孔，12-环状凹槽，21-环加载圆片，31-变频段，32-变角段，33-波纹槽圆片，221-凸台，331-环片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3a、图3b、图4所示，一种高频段毫米波馈源，包括依次排列、相互抵靠的变径段1、变模段2、过渡段3和辐射段4；所述变径段1、变模段2、过渡段3、辐射段4均为圆筒状，变径段1、变模段2、过渡段3、辐射段4的内直径依次逐渐变大。
所述过渡段3包括变频段31和变角段32，变频段31靠近变模段2设置，变角段32靠近辐射段4设置；所述变频段31、变角段32的内直径依次逐渐变大。
所述变径段1、变模段2、变频段31、变角段32和辐射段4的轴线均互相重合；所述变径段1、变模段2固定在小直径套筒5内，辐射段4固定在大直径套筒6内，过渡段3固定在位于小直径套筒5和大直径套筒6之间的中间套筒7内；所述小直径套筒5与中间套筒7之间、大直径套筒6与中间套筒7之间均固定连接；所述小直径套筒5的外侧端设有与其固定连接的小直径端盖8，大直径套筒6的外侧端设有与其固定连接的大直径端盖9；所述变径段1的外侧端抵靠在小直径端盖8的内侧面上，辐射段4的外侧端抵靠在大直径端盖9的内侧面上。
所述小直径端盖8和大直径端盖9均为圆环状，小直径端盖8的内直径小于小直径套筒5的内直径，大直径端盖9的内直径小于大直径套筒6的内直径。
所述变径段1的内直径由其外侧端到靠近变模段2处逐渐变大，所述变径段1的外侧端卡接在小直径端盖8的内圈中；所述变径段1的外侧端设有多个与波导相连的连接孔11，变径段1的中间位置的外表面开有环状凹槽12。
所述变模段2包括至少一个环加载圆片21，所述环加载圆片21呈圆环状，圆环状环加载圆片21的径向内侧设有内环，所述内环上设置为朝向变径段1突出的凸台211，所述凸台211的朝向变径段1一侧的端面低于凸台211所在的环加载圆片21的相应侧的端面，凸台211的远离变径段1一侧的端面与环加载圆片21的相应侧的端面相齐平；当环加载圆片21设置为多个时，自靠近变径段1至远离变径段1的环加载圆片21上的凸台211的高度逐渐降低，凸台211的内直径自变径段1的一侧向远离变径段1的一侧逐渐增大。
所述变频段31、变角段32和辐射段4均包括至少一个波纹槽圆片33，所述波纹槽圆片33呈圆环状；圆环状的波纹槽圆片33的内环面上设有沿径向内侧伸出的环片331，所述环片331设置在波纹槽圆片33的远离变模段2的一侧，且环片331的远离变模段2的一侧的端面与所在的波纹槽圆片33的相应侧的端面齐平；所述环片331的内直径自变模段2的一侧向远离变模段2的一侧逐渐变大；靠近变模段2的波纹槽圆片33抵靠在小直径套筒5的端面上，靠近辐射段4的波纹槽圆片33抵靠在辐射段4上；靠近变角段32的波纹槽圆片33抵靠在中间套筒7的端面上，靠近大直径端盖9的波纹槽圆片33卡接在大直径端盖9的内圈中。
所述小直径端盖8与小直径套筒5之间、小直径套筒5与中间套筒7之间、中间套筒7与大直径套筒6之间、大直径套筒6与大直径端盖9之间均通过止口配合连接，且所述小直径端盖8与小直径套筒5之间、小直径套筒5与中间套筒7之间、中间套筒7与大直径套筒6之间、大直径套筒6与大直径端盖9之间均通过连接件固定连接。
所述变径段1、变模段2、变频段31、变角段32、辐射段4、小直径套筒5、大直径套筒6、中间套筒7、小直径端盖8、大直径端盖9均采用h62黄铜。
下面结合实施例对本发明中的天线加热装置进行举例说明。
实施例1：
如图5所示，根据馈源内部波纹槽的差异性，将馈源的变模段2、变频段31、变角段32、辐射段4均分成独立的圆片，即变模段2分为多个环加载圆片21，变频段31、变角段32、辐射段4均分成波纹槽圆片33；然后将变径段1和变模段2固定在小直径套筒5中，将变频段31和变角段32固定在中间套筒7中，将辐射段4固定在大直径套筒6中，完成了变径段1、变模段2、变频段31、变角段32和辐射段4在径向的限位固定；再将小直径套筒5与中间套筒7之间、中间套筒7与大直径套筒6之间通过螺钉固定连接，靠近小直径套筒5的一侧端通过小直径端盖8限位固定，靠近大直径套筒6的一侧端通过大直径端盖9限位固定，从而完成了变径段1、变模段2、变频段31、变角段32和辐射段4在轴向的限位固定。
当本馈源工作时，通过小直径端盖8、小直径套筒5、中间套筒7、大直径套筒6之间、大直径端盖9中的环状凸块上的安装孔，将本馈源安装在正方形的外接口框架内，再通过变径段1外侧端上的连接孔11，将本馈源与波导相连；变径段1用于使变模段2与波导之间实现良好的匹配，变模段2将波导中的te11模转换为he11模，而不会引起显著地失配也不会造成非必要的显著激励，变频段31和变角段32用来实现辐射段和变模段之间的张角变换、槽深度以及槽距变换，辐射段主要确定主模he11模的主极化特征。
如图6和图7所示，图6和图7分别为本发明的高频段毫米波馈源在51ghz和59ghz频段下的仿真图。由图6和图7可得，本发明的高频段毫米波馈源在51ghz频段下的增益为23.1dbi,在59ghz频段下的增益为24.3dbi。而同频段下的常规馈源在51ghz和59ghz频段下的增益为21dbi和23dbi左右；由此可见，本发明的高频段毫米波馈源在51ghz和59ghz频段下的增益均相比常规馈源提高1～2dbi。
综上所述，本发明的高频段毫米波馈源的精度误差小、生产合格率高，降低了高频段毫米波馈源的生产成本，增强了高频段毫米波馈源的增益，提高了高频段毫米波馈源的工作性能。