一种高功率超宽带电磁辐射天线

1.本发明涉及辐射天线技术领域，提供了一种高功率超宽带电磁辐射天线。


背景技术：

2.为了对付蜂群无人机等电子目标，最佳的方案时采用超宽带电磁波，但目前超宽带电磁波天线一般功率较低或者功率高时带宽窄，其中耐压尤其关键，常规的超宽带天线仅用于通信和雷达等设备，作为毁伤打击武器，其作用距离是比较重要的指标，这就反应在天线的耐压上，在保证超宽带的同时解决天线耐压的问题变得格外重要，目前宽带天线在大功率、超宽带情况下，常规的设计极板间的电压达到100万伏特，容易出现打火烧毁天线，带宽不够，发射效率受限的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于天线辐射因子达到1mv以上后天线容易烧毁的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
5.一种高功率超宽带电磁辐射天线，包括阻抗变换器，与阻抗变换器连接的指数渐开天线，在指数渐开天线外套设有外罩，外罩内设置有用于浸没指数渐开天线的变压油，变压油的设置能够有效降低天线极板的打火情况。
6.上述技术方案中，所述指数渐开天线包括天线外筒、天线内芯，在天线外筒、天线外筒上分别设置有极板。
7.上述技术方案中，所述极板包括底端和顶端，极板的宽度从底端和沿顶端逐渐增宽。这样便于实现超宽频带的阻抗平稳渐变。
8.上述技术方案中，极板的顶端为内卷结构。使其表面电流沿着圆滑路径流动，使表面电流路径延长，进而增大了天线的等效点长度，增加天线增益。
9.上述技术方案中，两极板间通过支撑杆连接。
10.上述技术方案中，天线外筒与天线内芯的轴线同轴平行。
11.上述技术方案中，阻抗变换段连接的指数渐开天线间还设置有连接端，连接端包括连接端外筒和插接内芯。
12.上述技术方案中，阻抗变换器包括过渡外筒、过度内芯，过度内芯通过下过渡绝缘子和上过渡绝缘子固定在渡外筒内。
13.上述技术方案中，天线内芯由天线内芯底端到天线内芯顶端为圆柱渐变为扁平形状，实现超宽频带的阻抗平稳渐变，提升天线带宽和增益。
14.因为本发明采用上述技术方案，因此具备以下有益效果：
15.1、本发明的同轴尖劈馈电巴伦的天线内芯与天线外筒的轴线同轴平行，同轴尖劈馈电巴伦解决了较宽带宽范围内阻抗匹配，提高了天线的发射增益，同轴尖劈馈电巴伦它是把高频信号从单端输入变成平衡输出，并完成输入、输出两端口的不同阻抗匹配的器件。为了达到同轴线这种不平衡结构转换为平行双线的平衡结构，按照特定的变化规律在同轴
线外导体的纵向上切口，这样切口上个点的阻抗会发生变化，从而使通带内的反射系数按切比雪夫函数分布。它具有巴伦的两个典型特点：阻抗变换和平衡不平衡转换。
16.2、本发明的超宽带电磁辐射天线，设计的巴伦实现100欧姆到60欧姆阻抗变换，产生的超宽带电磁脉冲通过指数渐开天线高效辐射出去，频段宽度达到180mhz—3ghz，可工作于1mv的功率容量。可对远距离无人机等电子装备进行干扰和毁伤。
17.3、本发明的工作于1mv的功率容量，在极板间会形成100万伏特高压，极板间容易电离形成火花造成器件烧毁，为此本发明的极板的顶端为内卷结构，使其表面电流沿着圆滑路径流动，使表面电流路径延长，进而增大了天线的等效点长度，增加天线增益，避免烧毁器件。
18.4、本专利在阻抗变换、尼龙外套等整体密封变压油5，避免了打火，同时指数渐开天线也保证了超宽带的高效率的辐射。
附图说明
19.图1为本发明结构示意图；
20.图2为本发明剖视图；
21.图3为指数渐开天线示意图；
22.图4为天线内芯示意图；
23.图5为阻抗变换器示意图。
24.附图标记
25.a-指数渐开天线，1-阻抗变换器,2-连接端,2-2-连接端外筒,3-同轴尖劈馈电巴伦，3-1-天线内芯，3-1-1-天线内芯底端，3-1-2-天线内芯顶端，3-2-天线内芯，4-外罩，5-极板，5-1-内卷结构，5-2-底端，5-3-顶端，6-支撑杆。
具体实施方式
26.以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
27.另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。
28.高功率超宽带电磁波是对付无人机、高速导弹等的有效解决方案，但其核心是产生高功率超宽带电磁波的源以及发射天线。辐射天线的耐压和带宽直接决定了其发射电磁波的效率、功率、带宽等，从而决定了辐射装置对无人机等电子装备的打击效果。
29.本发明提供了一种高功率超宽带电磁辐射天线，包括阻抗变换器1，与阻抗变换器1连接的指数渐开天线a，在指数渐开天线外套设有外罩4，外罩4内设置有用于浸没指数渐开天线a的变压油。
30.上述技术方案中，所述指数渐开天线a包括同轴尖劈馈电巴伦3,同轴尖劈馈电巴伦包括天线内芯3-2、天线外筒3-1，在天线外筒3-1、天线内芯3-1 上分别设置有极板5。
31.上述技术方案中，所述极板5包括底端5-2和顶端5-3，极板5的宽度从底端5-2和沿顶端5-3逐渐增宽。
32.上述技术方案中，极板5的顶端5-3为内卷结构5-1。
33.上述技术方案中，两极板5间通过支撑杆6连接。
34.上述技术方案中，天线外筒3-1与天线内芯3-1的轴线同轴平行。
35.上述技术方案中，阻抗变换段1连接的指数渐开天线a间还设置有连接端 2，连接端2包括连接端外筒2-1和插接内芯2-2。
36.上述技术方案中，阻抗变换器1包括过渡外筒1-1、过度内芯1-4，过度内芯1-4通过下过渡绝缘子1-2和上过渡绝缘子1-3固定在渡外筒1-1内。
37.同轴尖劈馈电巴伦的原理是将同轴线外层导体和内层导体通过渐变转换为具有平衡性的平行双线，同时可以调整金属圆柱半径进行阻抗匹配。如图3为同轴尖劈馈电巴伦，其外导体按照指数函数形式切割。这种结构的巴伦变换比能达到5:1，比值带宽可以达到100:1。


技术特征：
1.一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，包括阻抗变换器(1)，与阻抗变换器(1)连接的指数渐开天线(a)，在指数渐开天线外套设有外罩(4)，外罩(4)内设置有用于浸没指数渐开天线(a)的变压油。2.根据权利要求1所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，所述指数渐开天线(a)包括天线外筒(3-2)、天线外筒(3-1)，在天线外筒(3-2)、天线内芯(3-1)上分别设置有极板(5)。3.根据权利要求1所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，所述极板(5)包括底端(5-2)和顶端(5-3)，极板(5)的宽度从底端(5-2)和沿顶端(5-3)逐渐增宽。4.根据权利要求3所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，极板(5)的顶端(5-3)为内卷结构(5-1)。5.根据权利要求2-4任一所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，两极板(5)间通过支撑杆(6)连接。6.根据权利要求2所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，天线外筒(3-1)与天线内芯(3-1)的轴线同轴平行。7.根据权利要求1所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，阻抗变换段(1)连接的指数渐开天线(a)间还设置有连接端(2)，连接端(2)包括连接端外筒(2-1)和插接内芯(2-2)。8.根据权利要求1所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，阻抗变换器(1)包括过渡外筒(1-1)、过度内芯(1-4)，过度内芯(1-4)通过下过渡绝缘子(1-2)和上过渡绝缘子(1-3)固定在渡外筒(1-1)内。9.根据权利要求2所述的一种高功率超宽带电磁辐射天线，其特征在于，天线内芯(3-1)由天线内芯底端(3-1-1)到天线内芯顶端(3-1-2)为圆柱渐变为扁平形状。

技术总结
本发明涉及辐射天线技术领域，提供了一种高功率超宽带电磁辐射天线。主旨在于天线辐射因子达到1MV以上后天线容易烧毁的技术问题。主要方案包括阻抗变换器(1)，与阻抗变换器(1)连接的指数渐开天线(A)，在指数渐开天线外套设有外罩(4)，外罩(4)内设置有用于浸没指数渐开天线(A)的变压油。本发明的工作于1MV的功率容量，在极板间会形成100万伏特高压，极板间容易电离形成火花造成器件烧毁，为此本发明的极板的顶端为内卷结构，避免烧毁器件。避免烧毁器件。避免烧毁器件。


技术研发人员：李伟 余川 李佳峻
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/3/29