太赫兹喇叭天线的制作方法

本实用新型涉及喇叭天线技术领域，尤其涉及一种太赫兹喇叭天线。

背景技术：

喇叭天线是一种被广泛使用的微波天线，其结构一般为波导口渐开的辐射结构。喇叭天线既可以用做反射面天线的馈源，或者作为单元天线组成天线阵，还可以对其它天线和设备进行计量校准。目前太赫兹（thz）波段的技术发展迅速，太赫兹在物联网、高速无线通信、雷达和人体安全检测等领域具有广阔的应用前景。2019年11月3日，科技部会同发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委在北京组织召开6g技术研发工作启动会。6g，即第六代移动通信标准，也被称为第六代移动通信技术。11月26日，国际电信联盟（itu）在世界无线电通信大会（wrc-19）最终批准了从275ghz到450ghz范围内共137ghz带宽的thz资源，未来可用于6g产业。然而由于设计水平和加工能力的限制，当前市场上还没有成熟的可以覆盖较宽带宽的太赫兹频段的喇叭天线。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种在全波导工作带宽内具有良好的增益特性和驻波特性，工作频率范围覆盖太赫兹频段，可以满足6g产业的测试和应用需求的太赫兹喇叭天线。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种太赫兹喇叭天线，其特征在于：包括呈对称结构设置的上半天线本体和下半天线本体，所述上半天线本体和下半天线本体固定后形成天线本体，所述天线本体的左端形成有法兰盘，与所述法兰盘相对应的天线本体内形成有馈源波导腔，所述馈源波导腔的宽度和高度保持不变，其右端形成天线的馈电输入端，在上半法兰盘以及下半法兰盘的同侧各形成有一个矩形盖板，矩形盖板包括和法兰盘连接的左部和延伸到喇叭开口端的右部，所述矩形盖板的右部形成有一个斜面，两个矩形盖板的内侧形成有喇叭状腔体，所述喇叭状腔体的左端开口的截面与所述馈源波导腔的截面相同，且喇叭状腔体的左端与所述馈源波导腔的右端相连通，所述上半法兰盘以及下半法兰盘的左侧面上形成有一个半圆形的凸台，每个凸台上形成有一个销钉孔，沿所述凸台外侧的法兰盘上间隔的形成有呈圆周状排列的螺纹孔和销钉孔，且所述凸台外侧法兰盘上的螺纹孔和销钉孔沿所述法兰盘的轴向方向延伸并贯穿所述法兰盘。

进一步的技术方案在于：所述上半法兰盘上设置有两个上半螺纹孔，所述下半法兰盘上设置有两个下半螺纹孔，所述上半螺纹孔与所述下半螺纹孔相对设置，两者构成一个完成的螺纹孔。

进一步的技术方案在于：在所述上半法兰盘的12点钟方向设置有一个螺纹孔，在所述上半法兰盘的一点半钟以及十点半钟方向分别设置一个销钉孔；在所述下半法兰盘的6点钟方向设置有一个螺纹孔，在所述上半法兰盘的四点半钟以及七点半钟方向分别设置一个销钉孔。

进一步的技术方案在于：与所述上半螺纹孔相对的矩形盖板上各形成有一个上半凹槽，与所述下半螺纹孔相对的矩形盖板上各形成有一个下半凹槽，所述上半凹槽与所述下半凹槽构成螺丝安装辅助凹槽。

进一步的技术方案在于：位于下侧的矩形盖板上设置有若干个贯穿其上下侧的下盖板螺纹孔，且下盖板螺纹孔不穿过所述喇叭状腔体，与所述下盖板螺纹孔相对的上侧的矩形盖板上设置有上盖板螺纹孔，且所述上盖板螺纹孔不穿过上侧的矩形盖板的上表面，固定螺丝经过下盖板螺纹孔后进入到上盖板螺纹孔，通过固定螺丝将两个矩形盖板固定连接到一起。

进一步的技术方案在于：下半法兰盘上设置有两个贯穿其上下侧的下半法兰盘螺纹孔，且下半法兰盘螺纹孔不与法兰盘上轴向方向的螺纹孔以及销钉孔产生干涉，与所述下半法兰盘螺纹孔相对的上半法兰盘上设置有上半法兰盘螺纹孔，且所述上半法兰盘螺纹孔不穿过上半法兰盘的上表面，固定螺丝经过下半法兰盘螺纹孔后进入到上半法兰盘螺纹孔，通过固定螺丝将上半法兰盘与下半法兰盘固定连接到一起。

进一步的技术方案在于：两个矩形盖板相对的内侧还设置有若干个销钉孔。

优选的：所述矩形盖板上设置两行6个螺纹孔。

优选的：所述法兰盘采用国际标准型号规格ug38/u-m，馈源波导型号为wr2.2，波导口长0.5700mm，宽0.2850mm。

进一步的技术方案在于：所述上半法兰盘的一个销钉孔内以及下半法兰盘的一个销钉孔内各设置有一个定位销钉。

优选的：所述法兰盘的厚度为4mm，矩形盖板长15mm，喇叭状腔体的右侧开口宽边长7.5mm，窄边长6mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述喇叭天线结构上分为上下两部分，分别一体成型加工，上下两部分为对称结构，在喇叭本体的矩形盖板的右部形成一个斜面，其到中心轴线高逐渐变矮，这样可以有效减小天线的体积。在天线本体的法兰边盘上以及矩形盖板上设有螺纹孔位，使得上下两部分可以通过螺丝紧固。上半天线本体和下半天线本体的法兰盘以及矩形盖板上均设有销钉孔，用来进一步提高上半天线本体和下半天线本体对接的精度。矩形盖板靠近法兰盘的两侧设有凹槽，方便法兰盘紧固螺丝安装；天线本体内靠近法兰盘的一端设置有一定长度的馈源波导端，喇叭天线本体的馈电输入端与其相连通，喇叭天线本体内的腔体沿开口方向逐渐张开，开口张开的角度和长度越大，对应天线的增益值越大。综上，所述天线结构简单，装配简单，安装精度高，且在全波导频段内具有高增益、增益曲线稳定平坦和低驻波的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例所述天线的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述天线的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述天线的主视结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述天线的剖视结构示意图；

图5是本实用新型实施例所述天线的仰视结构示意图；

图6是本实用新型实施例所述天线的左视结构示意图；

图7是本实用新型实施例所述天线的剖视结构示意图；

图8是本实用新型实施例所述天线的增益曲线图；

图9是本实用新型实施例所述天线在325ghz的方向图；

图10是本实用新型实施例所述天线在500ghz的方向图；

其中：1、上半天线本体；2、下半天线本体；3、法兰盘；4、馈源波导腔；5、矩形盖板；6、有喇叭状腔体；7、凸台；8、销钉孔；9、螺纹孔；10、螺丝安装辅助凹槽；11、下盖板螺纹孔；12、上盖板螺纹孔；13、定位销钉；14、下半法兰盘螺纹孔；15、上半法兰盘螺纹孔。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图2以及图7所示，本实用新型实施例公开了一种太赫兹喇叭天线，包括呈对称结构设置的上半天线本体1和下半天线本体2，所述上半天线本体1和下半天线本体2为一体成型，所述上半天线本体1和下半天线本体2固定后形成天线本体。整体的，所述天线本体的左端形成有法兰盘3，通过所述法兰盘3将所述天线与其它装置连接。与所述法兰盘3相对应的天线本体内形成有馈源波导腔4，所述馈源波导腔4的宽度和高度保持不变，其右端形成天线的馈电输入端，在上半法兰盘以及下半法兰盘的同侧各形成有一个矩形盖板5，矩形盖板5包括和法兰盘3连接的左部和延伸到喇叭开口端的右部，所述矩形盖板5的右部形成有一个斜面，两个矩形盖板5的内侧形成有喇叭状腔体6，所述喇叭状腔体6的左端开口的截面与所述馈源波导腔4的截面相同，且喇叭状腔体6的左端与所述馈源波导腔4的右端相连通，喇叭状腔体6开口张开的角度和长度越长，对应天线的增益值越大。所述上半法兰盘以及下半法兰盘的左侧面上形成有一个半圆形的凸台7，每个凸台7上形成有一个销钉孔8，沿所述凸台7外侧的法兰盘3上间隔的形成有呈圆周状排列的螺纹孔9和销钉孔8，且所述凸台7外侧法兰盘3上的螺纹孔9和销钉孔8沿所述法兰盘3的轴向方向延伸并贯穿所述法兰盘3。

进一步的，如图1、图2以及图6所示，所述法兰盘可以采用国际标准型号规格ug38/u-m，波导型号为wr2.2，波导口长0.5700mm，宽0.2850mm。法兰盘上设置有4个直径为标准4-40umc的螺纹孔，预装两颗标准直径为1.55mm的销钉，预留两个直径为1.7mm的销钉孔。法兰盘中间部位有一圆形凸台，凸台上预留有两个直径1.58mm的销钉孔，可以进一步提高对接精度。进一步的，所述上半法兰盘的一个销钉孔8内以及下半法兰盘的一个销钉孔8内各设置有一个定位销钉13。优选的，所述天线的总长度约为18.4mm，法兰盘直径19.1mm，喇叭开口尺寸7.5mm*5.9mm，总重量约0.01kg，天线结构紧凑小巧轻便。所述法兰盘3的厚度为4mm，矩形盖板长15mm，喇叭状腔体6的右侧开口宽边长7.5mm，窄边长6mm。

进一步的，如图1、图2、图4以及图7所示，所述上半法兰盘上设置有两个上半螺纹孔，所述下半法兰盘上设置有两个下半螺纹孔，所述上半螺纹孔与所述下半螺纹孔相对设置，两者构成一个完成的螺纹孔9。进一步的，如图7所示，在所述上半法兰盘的12点钟方向设置有一个螺纹孔9，在所述上半法兰盘的一点半钟以及十点半钟方向分别设置一个销钉孔8；在所述下半法兰盘的6点钟方向设置有一个螺纹孔9，在所述上半法兰盘的四点半钟以及七点半钟方向分别设置一个销钉孔8，需要说明的是，所述法兰盘3的上螺纹孔9以及销钉孔的具体位置还可以为其它具体形式。

如图1-图3所示，与所述上半螺纹孔相对的矩形盖板5上各形成有一个上半凹槽，与所述下半螺纹孔相对的矩形盖板上各形成有一个下半凹槽，所述上半凹槽与所述下半凹槽构成螺丝安装辅助凹槽10。

进一步的，如图4和图5所示，位于下侧的矩形盖板5上设置有若干个贯穿其上下侧的下盖板螺纹孔11，且下盖板螺纹孔11不穿过所述喇叭状腔体6，与所述下盖板螺纹孔11相对的上侧的矩形盖板5上设置有上盖板螺纹孔12，且所述上盖板螺纹孔12不穿过上侧的矩形盖板5的上表面，固定螺丝经过下盖板螺纹孔11后进入到上盖板螺纹孔12，通过固定螺丝将两个矩形盖板5固定连接到一起。下半法兰盘上设置有两个贯穿其上下侧的下半法兰盘螺纹孔14，且下半法兰盘螺纹孔14不与法兰盘上轴向方向的螺纹孔9以及销钉孔8产生干涉，与所述下半法兰盘螺纹孔14相对的上半法兰盘上设置有上半法兰盘螺纹孔15，且所述上半法兰盘螺纹孔15不穿过上半法兰盘的上表面，固定螺丝经过下半法兰盘螺纹孔14后进入到上半法兰盘螺纹孔15，通过固定螺丝将上半法兰盘与下半法兰盘固定连接到一起。两个矩形盖板5相对的内侧还设置有若干个销钉孔8。在腔体上的法兰边沿上和矩形盖板上设有螺纹孔，分别是法兰盘边沿上2个，矩形盖板上6个，一共8个，对称设置。在腔体下内侧设置有对应的螺纹孔，使得腔体上下可以通过螺丝紧固。同时腔体上和腔体下内侧均对应设有两个销钉孔，用来进一步提高两个腔体对接的精度。

对基于本实施例制作的太赫兹喇叭天线进行了测试，图8为该天线的增益曲线，图9-图10为天线分别在325ghz和500ghz的方向图。天线工作在325-500ghz的全波导段频率范围内，具有稳定平坦的25dbi的典型增益值，3db波束宽度范围约在6.8°到10.2°。天线电压驻波比典型值1.25，交叉极化隔离度典型值35db，非常适用于标准测试测量领域。

综上，本申请具有如下优点：设计简单，装配简单，结构紧凑轻巧，精度高。在全波导频段内具有高增益、增益曲线稳定平坦、低驻波和交叉极化隔离度高。