一种高能微波天线装置及安装方法与流程

本发明涉及高能微波天线，特别涉及一种高能微波天线装置及安装方法。

背景技术：

1、高能微波系统中，全金属喇叭阵列天线具有功率容量高、射频损耗低的优势，是大功率场景的优选构型。为提高波导馈电网络的微波击穿阈值，抑制高功率工况下打火放电现象，现有技术常采用向馈电腔体内充入高压干燥气体的方式，提升气体击穿场强。

2、现有充压式喇叭阵列天线主要存在如下技术缺陷：

3、第一，馈电网络充压腔体构型存在固有短板。现有充压方案分为整体大腔体方案与单台器件独立充压方案。整体大腔体将功分网络与喇叭单元全部置于同一密闭腔体内共同充压，一旦腔体任意位置发生泄漏，整个系统压力全部丧失；同时喇叭口面若发生打火、产生污染物，会直接侵入功分网络，造成馈电器件损坏，系统可靠性较差。单台器件独立充压方案中，每一台功分器各自配置独立密封壳体，分别配套充气接口、压力监测以及泄压组件，零件数量多，密封法兰点位多，装配流程复杂，整机重量大；多台功分器独立充压时，各腔体压力一致性难以保证，系统硬件规模大。现有技术缺少将多台波导功分器通过气体管路连通，形成统一连通充压腔体的结构。

4、第二，馈电充压腔体与喇叭区域气密隔离实现困难。为实现馈电腔体与喇叭区域的气密隔离，常规方案是在功分器每一路输出端口外接独立介质窗组件，介质窗配套独立法兰结构，零件数量庞大，装配链路长；法兰接口既是漏气风险点，也是高功率下电场集中打火的薄弱点。现有技术缺少共用安装法兰板内嵌多路介质块，使同一块法兰同时承担喇叭安装基板、功分器安装背板、馈电-两腔气密隔离隔板多重功能的结构形式。

5、第三，行馈式喇叭阵列的充压-布局匹配性差。对于4×8喇叭阵列，传统馈电网络大多采用多级1-2波导功分级相连实现功率分配，功分级数多，转接法兰数量大，泄漏与打火风险较高。采用每行设置一个1-8波导功分器直接匹配一行喇叭单元，能够减少功分级数，且现有技术缺少将多个1-8波导功分器背装于同一金属法兰背部，并且通过u型铜管实现各功分器腔体气压互通的结构；u型铜管仅作为气体流通通道，不参与微波传输。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高能微波天线装置及安装方法。本发明的32块聚四氟乙烯块固定于金属法兰板的限位槽中，聚四氟乙烯块和金属法兰板共同组成两个独立腔体的分隔墙；4个1-8波导功分器腔体由u型铜管串联形成一体充气腔，用于充2个标准大气压大气压六氟化硫气体，抑制高功率工况下打火放电现象。

2、本发明的技术方案是：一种高能微波天线装置，包括天线罩、金属法兰板、1-8波导功分器、喇叭、聚四氟乙烯介质块、u型铜管、气嘴盖；天线罩装配于金属法兰板的前侧，用于罩设喇叭阵列；每8个喇叭组成1行，共n行，n大于等于2；喇叭固定安装于金属法兰板的前侧，每1行喇叭对应1个1-8波导功分器，其特征在于：1-8波导功分器设置在金属法兰板的背部；每一个1-8波导功分器输出口分别对应匹配一行喇叭单元；每一个1-8波导功分器具备密闭壳体；各1-8波导功分器的密闭壳体之间通过u型铜管相连通，1-8波导功分器的内部腔体经由u型铜管共同构成连通充压腔体；1-8功分器右侧设有充气接头，用于安装连接波导充气外丝直管，u型铜管依次连接两个波导充气外丝直管，气嘴盖用于堵塞出气口，形成连通充压腔体；金属法兰板开设有ｎ行8列个贯通的安装槽，每个安装槽内分别内嵌一块聚四氟乙烯介质块；聚四氟乙烯介质块背面匹配对应1-8波导功分器8的输出端口，聚四氟乙烯介质块正面匹配对应喇叭单元的输入端口；金属法兰板设置台阶限位槽，聚四氟乙烯介质块台阶限位槽内，聚四氟乙烯介质块和金属法兰板共同形成密闭腔体隔离墙。

3、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：天线罩内充干燥空气。

4、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：1-8波导功分器的内部腔体充压腔体内工作压力为2个大气压，气体为六氟化硫。

5、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：聚四氟乙烯介质块介电常数2.02。

6、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：聚四氟乙烯介质块与台阶限位槽为过度配合。

7、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：聚四氟乙烯介质块与台阶限位槽之间的微小缝隙用密封胶密封。

8、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：金属法兰板上设有密封圈槽，内置o型密封圈，用于天线罩内部密封，金属法兰板背面安装天线罩充气外丝直管用于给天线罩内充干燥空气，天线罩内部空间为常压状态。

9、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：微波天线为ku波段天线。

10、根据如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：n为4。

11、本发明还公开了一种高能微波天线安装方法，采用如上所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：

12、步骤1、将密封胶均匀的涂抹在金属法兰板的台阶限位槽内壁上，将聚四氟乙烯介质块安装在金属法兰板相应的台阶限位槽内，擦除溢出的密封胶；

13、步骤2、将喇叭依次安装在金属法兰板的前侧；

14、步骤3、将密封圈安装在1-8波导功分器壳体的两个法兰上；

15、步骤4、将1-8波导功分器壳体依次安装在金属法兰板的背面；

16、步骤5、在1-8波导功分器壳体的相应位置安装波导充气外丝直管，并将u型铜管依次串联各个1-8波导功分器壳体，拧上气嘴盖，形成密封腔体；

17、步骤6、在金属法兰板正面安装密封圈，并安装天线罩。

18、本发明的有益效果是：1、本发明4个1-8波导功分器借助u型铜管形成统一的连通充压腔体，仅需一套充气接口、压力监测、泄压组件，即可完成全部功分器腔体的充气保压，对比每台功分器独立充压方案，大幅减少配套零部件，简化装配流程。2、馈电侧连通充压腔体与喇叭侧空间通过法兰内嵌的聚四氟乙烯介质块实现气密隔离；即便喇叭侧发生泄漏、打火或者污染，不会影响后方连通充压腔体的压力，故障不会向馈电网络扩散，提升馈电系统工作可靠性。对比整体大腔体方案，不会出现单点泄漏造成整个系统压力丧失的问题。3、馈电连通充压腔体维持2个标准大气压，提升功分网络内部微波击穿阈值；喇叭侧空间为常压，天线罩无需承受2个标准大气压内外压差，降低天线罩的力学设计难度，缓解高压压差带来的天线罩形变问题。4、采用法兰内嵌聚四氟乙烯介质块作为通道气密隔断，不需要在每个功分器输出端口额外配置外置独立介质窗法兰，减少外部密封点位，降低整机零件数量。5、采用每行一个1-8波导功分器直接匹配一行喇叭，避免多级1-2功分级联，减少波导转接法兰，降低射频通路的打火与泄漏风险。

1.一种高能微波天线装置，包括天线罩、金属法兰板、1-8波导功分器、喇叭、聚四氟乙烯介质块、u型铜管、气嘴盖；天线罩装配于金属法兰板的前侧，用于罩设喇叭阵列；每8个喇叭组成1行，共n行，n大于等于2；喇叭固定安装于金属法兰板的前侧，每1行喇叭对应1个1-8波导功分器，其特征在于：1-8波导功分器设置在金属法兰板的背部；每一个1-8波导功分器输出口分别对应匹配一行喇叭单元；每一个1-8波导功分器具备密闭壳体；各1-8波导功分器的密闭壳体之间通过u型铜管相连通，1-8波导功分器的内部腔体经由u型铜管共同构成连通充压腔体；1-8功分器右侧设有充气接头，用于安装连接波导充气外丝直管，u型铜管依次连接两个波导充气外丝直管，气嘴盖用于堵塞出气口，形成连通充压腔体；金属法兰板开设有ｎ行8列个贯通的安装槽，每个安装槽内分别内嵌一块聚四氟乙烯介质块；聚四氟乙烯介质块背面匹配对应1-8波导功分器的输出端口，聚四氟乙烯介质块正面匹配对应喇叭单元的输入端口；金属法兰板设置台阶限位槽，聚四氟乙烯介质块台阶限位槽内，聚四氟乙烯介质块和金属法兰板形成密闭腔体隔离墙。

2.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：天线罩内充干燥空气。

3.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：1-8波导功分器的内部腔体充压腔体内工作压力为2个大气压，气体为六氟化硫。

4.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：聚四氟乙烯介质块介电常数2.02。

5.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：聚四氟乙烯介质块与台阶限位槽为过度配合。

6.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：聚四氟乙烯介质块与台阶限位槽之间的微小缝隙用密封胶密封。

7.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：金属法兰板上设有密封圈槽，内置o型密封圈，用于天线罩内部密封，金属法兰板背面安装天线罩充气外丝直管用于给天线罩内充干燥空气，天线罩内部空间为常压状态。

8.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：微波天线为ku波段天线。

9.根据权利要求1所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：n为4。

10.一种高能微波天线安装方法，采用权利要求1至9所述的一种高能微波天线装置，其特征在于：