带有改进的天线方向图特性的双突脊和四突脊喇叭形天线

摘要

如本文中所提供的，一双突脊或四突脊的宽带喇叭形天线可包括一对彼此相对布置的导电的天线元件，以便沿纵向方向导向电磁波通过喇叭形天线。在某些情形中，成对的导电天线元件可以包括基本上凸出的内表面和合适成形的外表面。凸出的内表面通常起作引导或导向辐射的电磁能，而不扰动所要求的辐射图形。为了保持要求的辐射图形，宽带喇叭形天线还可包括一对锥形的延伸元件，各在其一端部处偶联到天线元件的不同的元件的外表面。在某些情形中，磁性材料可布置在天线元件的至少一部分上，以约束表面电流仅沿内表面流动。在某些情形中，纵向槽可形成在内表面内，以约束表面电流沿横向于纵向方向的方向流动。

说明书

技术领域

本发明涉及天线的设计，具体来说，涉及双突脊的和四突脊的宽带喇叭形天线。

背景技术

以下的描述和实例借助于本节内的内容不能认为是现有的技术。

天线是可辐射或接受电磁(EM)能的装置。一理想的发射天线从一源中(例如，功率放大器)接受功率并将接受的功率辐射到空间中。即，电磁能从天线扩散，如果不被反射或驱散，则电磁能不会返回。然而，一实际的天线产生辐射的和不辐射的EM场分量。不辐射EM场分量的实例可以是返回到源内的被接受的功率的部分，或者在一阻抗的载荷中耗散。

天线的特性可以用各种方法来表征。首先，一天线的辐射效率(或“天线效率”)可定义为被天线辐射的功率量对天线(从一功率源)接受的功率量之比。被天线接受的功率部分(但未辐射)可以热的形式耗散。其它天线性能的特征包括操作频率的带宽、增益、方向性和天线传输图形。

如本文中所使用的，术语“天线辐射图形”一般地可定义为一量的空间分布，它表征由天线产生的电磁场。天线图形通常给定为以下量之一的角度分布(在球坐标中，θ和φ，以及离天线的一固定点R)的图形：功率通量密度、辐射密度、方向性、增益、相位、极化和场强(电场或磁场)。例如，一天线的“辐射图形”可表示为远场(即，角度场分布基本上独立于离天线区域内的一特定点的距离的天线场的区域)内的辐射的功率通量密度的角度分布。对于正弦稳态场，辐射图形可通过绘出坡印廷(Poynting)矢量的径向分量的实部而形成：

[方程1]

其中，E和H是分别表示电场和磁场的相位复矢量。换句话说，辐射图形可描述为一天线辐射电磁能(包括电场和磁场分量)的趋势，其是远场区域内的方向的函数。

尽管天线的辐射图形可表示为一对于所有球形角的3-D的图，但在检查量方面的信息时，通常有利地提供辐射图形的2-D“剪辑”。这些“剪辑”通常沿远场区域内的EM场的所谓的E平面和H平面进行。对于线性极化的天线，E平面是包含电场矢量(E)和最大辐射方向的平面。H平面情况类似，但正交于E平面。下面将详细描述一特定类型的天线的示范的辐射图形。

天线的方向性、增益和极化可用天线辐射图形的知识进行计算。天线的“方向性”一般可以定义为最大辐射的方向。例如，大部分方向性天线的辐射图形可包括一主瓣(指向最大辐射的方向)，但也可包括若干个较小的旁瓣(例如，由于在天线内的反射或交叉极化)。通过减小沿要求方向辐射的EM能量，这些旁瓣通常从天线的全部特性中转移。因此，天线增益将小于天线设计的方向性，其提供小于100％的辐射效率(即，真正天线)。

如上所述，电磁场以矢量从天线辐射。电磁场的矢量特性的行为通常称之为天线的“极化”或“极化状态”。用于电磁相容性(EMC)试验的大部分天线设计是线性极化的，这意味着电场(或磁场)分量限制在一个平面。另一方面，某些天线设计可显示一椭圆形的极化，或辐射的极化主要地在一个带有稍微的交叉极化分量的平面内，它是带有主分量的平面外。在椭圆形极化中，电场矢量的末端可追溯一椭圆形图形，其在与传播方向相交和正交的任何固定的平面内。一椭圆形极化波可分解为两个相位正交的线性极化波，以使它们的极化平面彼此垂直。

一双突脊喇叭形天线或四突脊波导是线性极化天线的一个实例。当重加载时，双突脊波导可提供一显著宽的带宽(例如，从约1GHz至约18GHz)。如图1和2所示，一双突脊喇叭形100可包括一对天线元件110(通常称之为“突脊”或“翅片”)，它们彼此相对地布置在一矩形的喇叭形天线内。各个天线元件110可具有一大致凸出的内表面112和一大致直的外表面114。在大多数情形中，各个外表面114可固定地附连到形成喇叭形天线100的诸侧壁120之一。当偶联在一起时，侧壁120可形成一矩形锥结构，其具有一基本上大于底部140的孔130。在某些情形中，一矩形盒(或“空腔结构”)150可偶联到类似形状的底部140。空腔结构可包括一功率连接器160，以便通过一同轴传输线(未示出)从功率源(未示出)对成对的天线元件供应电流。也可设置一导电的馈送线170将电流从同轴传输线传输到喇叭形天线的成对的天线元件110。从传输线到导电馈送线170的过渡是喇叭形的一重要的部分，重要性在于它包括喇叭形馈送区域(即，功率供应到天线元件的区域)的部分。当供应功率时，天线元件的内表面112起作锥形的波导，以便随着能量从底部140通过喇叭形天线的“喉部”前进而导向该辐射能，并通过天线的“嘴”或孔130辐射出去。

用于EMC试验系统内的传统的宽带喇叭形天线通常显示的操作频率范围在1GHz至18GHz。然而，高频率范围通常受辐射图形内不规则性的困扰。随着频率的增加，这些所谓的不规则性出现为旁瓣(180，图3)的增加、背瓣(185)的增加，或甚至分裂或修改主瓣(190)。在频率范围的最高端处，辐射图形主要地喇叭形的受馈送区域特性所控制。例如，随着频率增加，电磁能趋于逐步地拉离天线元件的内表面112。这样的拉离开始在天线的“嘴”处，并逐渐地增加直到能量以成功的较短的距离开始拉离馈送区域。这趋于增加天线元件的内表面上的横向电流量，以及在馈送区域内形成的较高阶的模量。在某些情形中，通过将一相当的能量重新引导到旁瓣和/或背瓣，较高阶模量可从要求的辐射图形中转移。

至少一个喇叭形天线设计已被提出，其中，一用来抑制馈送区域内的较高阶模量的装置已经包括在该设计内。该装置基本上安装在一放置在喇叭形天线的两个突脊(即，天线元件110)之间的带形导体上。该装置在抑制较高阶模量上稍许有效，并代表对不能解决总共的模量抑制的早期设计的一种改进。然而，由于公差的限制，带形导体不能对辐射图形的不规则性始终提供一可行的解决方案。例如，带形导体必须对称地布置在带有异常紧的公差的突脊之间。这不仅在双突脊天线设计中难于实现，而且在四突脊天线元件设计中变得尤其困难，因为在馈送区域内赋予甚至更加紧的空间限制。

一四突脊喇叭形天线基本上是一双极化型的双突脊喇叭形天线，并在理想的情形中通过使用在四突脊波导中的两个模量的正交性发挥其功能。换句话说，四突脊喇叭形天线组合两个线性极化的波，以产生一椭圆形极化的波导。如上所述，一椭圆形极化波是主要在一平面内极化的，该平面带有的一稍许的交叉极化分量与主分量不同相。尽管细心的设计可将交叉极化分量减到最小，但不能完全地消除它。在实际的情形中，两个模量之间的偶联，尤其是在馈送区域内，是不可避免的并减损喇叭形天线的特性。因为在实施馈送区域(例如，空间约束)中的各种困难，所以四突脊喇叭形不能提供如双突脊、单一极化喇叭形的那样的带宽。最好的是，传统的四突脊喇叭形天线可提供一约1GHz至约10GHz的操作频率范围。

除了减小的操作频率范围，传统的双突脊和四突脊喇叭形天线通常受低频范围内的不规则性困扰。在操作频率范围的低端处，“嘴”的特性趋于控制双突脊和四突脊喇叭形天线的辐射图形。此外，从“嘴”的反射可造成“喉部”阻抗的大的波动和大的脉冲畸变。在频率范围的最低端处，电流可围绕“嘴”的边缘流动以增加辐射图形中的旁瓣和背瓣的数量。这最终可毁坏喇叭形的单向特性。

因此，需要改进双突脊和四突脊喇叭形天线的设计，它们在一最大的操作频率范围上提供对要求的辐射图形的提高的控制。

发明内容

上述问题在很大部分上可用一双或四突脊宽带喇叭形天线来解决，它包括至少一对彼此相对布置的导电的天线元件，以便导向电磁波通过喇叭形天线。在某些情形中，成对的导电天线元件可以形成为包括基本上凸出的内表面和基本上直的外表面，但如果要求的话，可使用变化的形状和结构。在某些情形中，凸出的内表面可帮助引导或导向辐射的电磁能通过天线元件，而基本上不偏移所要求的辐射图形。宽带喇叭形天线可以包括或不包括通常偶联到天线元件的外表面的侧壁结构。

在某些实施例中，宽带喇叭形天线包括一对锥形的延伸元件，各在其一端部处偶联到成对的导电天线元件的不同的元件的外表面。在某些情形中，成对的锥形延伸元件可从相对方向的天线元件的各自外表面沿着一轴线延伸，该轴线垂直于分离天线元件的纵向轴线。因此，锥形延伸元件可包括在宽带喇叭形天线设计内，以便抑制沿着天线元件的外表面的电流。

在某些实施例中，宽带喇叭形天线可包括一布置在成对的导电天线元件的至少一部分上的磁性材料。磁性材料可这样选择和布置，以使表面电流约束在仅沿着天线元件的内表面内流动。换言之，磁性材料可帮助保持表面电流主要地沿纵向而不是沿横向流动。在某些情形中，磁性材料可包括相对导磁率大于1.0的基本上任何的磁性材料。在一特殊的实施例中，磁性材料可包括一通过将高阻抗磁性颗粒嵌入在弹性体内而形成的一磁性镀层。这里也可构思用于磁性材料的其它的可能性。

在某些实施例中，宽带喇叭形天线可包括形成在成对导电天线元件的内表面内的纵向槽。例如，纵向槽可从成对的导电天线元件的底部向上延伸，并可起作抑制沿成对的导电天线元件沿着横向方向流动。在某些情形中，纵向槽可沿内表面的仅一部分延伸，并随着纵向槽背离导电天线元件的底部延伸而逐渐地减小深度。然而，在其它的情形中，纵向槽可沿着内表面的全部长度延伸。在某些情形中，多个纵向槽可形成在各个天线元件的内表面内。多个纵向槽可均匀地间隔并基本上彼此平行。这里也可构思其它变化的间隔。

在某些实施例中，宽带喇叭形天线可包括一体的空腔结构，其集成在或其它方式偶联在成对导电天线元件的一底部。这样一空腔结构可包括至少一个输入连接器，以便供应电流到成对的导电的天线元件。在某些情形中，一平衡的输入可偶联到至少一个输入连接器，以便供应相等和相对的电流水平到成对的导电天线元件。通过改进几何性和成对导电天线元件之间的阻抗匹配，平衡的输入可提高辐射特性。此外，一层磁性材料可形成在空腔结构内，以便抑制空腔的共振和辐射图形的扰动。

附图的简要说明

阅读以下详细描述并参照附图，本发明的其它的目的和优点将会变得明白，在诸附图中：

图1是传统的双突脊喇叭形天线的侧视图；

图2是传统的双突脊喇叭形天线的俯视图；

图3是传统的双突脊喇叭形天线绘出的两维的径向图形；

图4是根据本发明的一实施例的双突脊或四突脊喇叭形天线的截面图；

图5是图4的喇叭形天线的截面图，其中，磁性材料布置在天线的至少一部分上；

图6是根据本发明的一实施例的四突脊喇叭形天线的转动的三维侧视图；

图7是图6所示的四突脊喇叭形天线的另一转动的三维侧视图；

图8是图6所示的四突脊喇叭形天线的正视图；

图9是图4的喇叭形天线的截面图，其中，纵向槽沿着天线的至少一部分的长度走向；

图10是根据本发明的一实施例形成在一双突脊喇叭形天线内的纵向槽的俯视图；以及

图11是根据本发明的一实施例形成在一四突脊喇叭形天线内的纵向槽的俯视图。

具体实施方式

尽管本发明易于作出各种修改和变化的形式，但其特殊的实施例在附图中显示作为举例，并在这里将作详细的描述。然而，应该理解到，附图和对其的详细描述无意将本发明局限于所揭示的特殊的形式，相反，本发明涵盖落入由附后的权利要求书所定义的本发明的精神和范围之内的所有的修改、等价物和变化。

转向诸附图，双突脊和四突脊的喇叭形天线的示范的实施例示于图4-11中。如在下文中将详细地描述的，这里所提供的天线设计在传统的设计上有如下的改进：(i)修改天线元件的轮廓在天线的嘴部处包括锥形的延伸元件，(ii)在天线元件上使用相对高阻抗的磁性材料，以便沿促进从喇叭形天线辐射的方向控制、导向、槽路传输或其它方式导向表面流，(iii)使用形成在天线元件内的纵向槽以在馈送区域内抑制高阶的模量，(iv)使用高阻抗和/或致损耗的磁性材料来抑制馈送区域内的高阶模量，以及(v)使用一互补的、平衡的馈送，以对天线元件供应相等和相对的流量，因此，减小带有或不带有导电的侧壁的双或四突脊喇叭形内的横向极化(通过提高几何性)。

应该理解到，在本发明的所有实施例中也可不必包括所有上述的改进。相反，本发明的某些实施例可包括上述改进中的仅一个，或可能的几个。尽管示范的实施例示于图4-11中，但本技术领域内的技术人员会容易地理解到，本发明的各种方面如何进行组合来形成变化的实施例，它们没有明确地显示在附图中或在此进行描述。本发明旨在涵盖所有这样的可能的组合。

图4是一双突脊喇叭形天线200的截面图，其包括一对彼此相对布置的导电的天线元件210，以便导向从喇叭形天线辐射的电磁能。如本文中所采用的，天线元件210可另外地称之为喇叭形天线的“突脊”或“翅片”，并可由基本上任何导电材料构造。如图6-8所示，四突脊喇叭形可通过添加另一对的天线元件交替地设置，这样，相邻的天线元件基本上分开90°布置。

不管是提供一双突脊还是四突脊喇叭形，天线元件210可在天线底部240处紧密地偶联，并可彼此分开地呈弧形，以形成一稍微较大的孔230。一矩形的箱子(或“空腔结构”)250可一体地形成，或以其它方式偶联到相似形状的底部240。空腔结构可包括至少一个电源连接器260，以便从一电源(未示出)通过一同轴传输线(未示出)供应电流到成对的天线元件210。也可设置一对导电的输送线270a、b从同轴传输线传输电流到馈送区域处的成对的天线元件210。因此，与图1-2所示的传统喇叭形天线100不同，喇叭形天线200可供应一平衡的馈送，以提高喇叭形天线的对称性。

在一实施例中，一相对高阻抗的磁性材料255可形成在空腔结构250内，以抑制馈送区域内的高阶模量。换句话说，空腔结构内的磁性材料的存在会抑制空腔的共振和辐射图形的扰动。为了在下面较详细地描述，选择用于空腔的磁性材料可包括相对导磁率大于1.0的基本上任何的磁性材料。

类似于传统的设计，天线210可包括大致凸出的内表面212和大致直的外表面214。尽管外表面的结构稍微不太重要(其可以是直的以简化设计)，但内表面的轮廓较佳地起作导向或引导从喇叭形天线辐射的电磁能。在一理想的情形中，基本上所有发生的能量(即，供应到馈送区域的能量)将从喇叭形天线发射/辐射出去。为了改进辐射图形，通过将突脊延伸到一垂直于喇叭形的纵向轴线290的线280，可以更好地控制喇叭形天线上的电流分布。这在喇叭形天线的操作频率范围的低端处可以是特别有用，在该低端处，天线的孔230或“嘴”趋于对辐射图形有更大的影响。

如图4所示，一对锥形延伸元件300可一体地形成到或以其它方式偶联到天线元件210。在一特殊的实施例中，各个延伸元件300可在其一端处偶联到成对的天线元件210的不同的一个的外表面214上。成对的锥形延伸元件可从沿大致相对方向的天线元件的对应的外表面延伸。如图4所示，延伸的方向是沿垂直于分离成对的天线元件210的纵向轴线290的线280。通过添加成对的锥形延伸元件300，突脊轮廓可延伸而提供一唯一的取决于频率的等价的孔235。通过帮助保持一更高控制的带有最小旁瓣和背瓣的辐射图形，这样一孔可大大地提高喇叭形天线200在低频范围内的性能。换言之，锥形延伸元件300可阻止电流流到天线元件的外表面214上；由于增加重新引入旁瓣和/或背瓣内的能量，它的发生将减小沿要求方向辐射的能量。

在某些实施例中，锥形延伸元件300可以分开地形成并固定地附连到成对天线元件210的外表面214上。为了简化起见，通常较佳地是，天线元件和延伸元件由相同的材料形成。可以考虑采用基本上任何的机械方法来将延伸元件附连到天线元件的外表面。在一实例中，锥形延伸元件300可以借助于一个或多个螺钉附连到外表面214；但也可使用其它变化的机械附连方法(例如，钎焊、粘结剂等)。在某些情形中，在天线元件的接触表面和附连的延伸元件之间可存在有物理的不连续。这些物理的不连续可导致(微小)电气的不连续，这可干扰接触表面处的电流流动。为此原因，在本发明的优选实施例中，锥形延伸元件300可与天线元件210的外表面214一体地形成。例如，天线元件可加工成(例如，从一片导电材料中进行蚀刻或切割)包括锥形延伸元件。

在某些情形中，锥形延伸元件的形状可以根据图4-9所示的形状修改。例如，延伸元件的锥度或长度可变化以便沿天线元件的外表面进一步阻止电流的流动。此外，尖锐的边缘可从变化的设计中去除，以减小或消除趋于在这样边缘处发生的电气不连续(因此，衍射)。除了变化的形状之外，还可变化锥形延伸元件的材料成分和/或厚度以形成一理想的结果。

在某些情形中，天线元件的厚度(因此，延伸元件的厚度)可以减小以提高在一特定操作频率范围内的辐射特性。例如，当要求的操作频率范围落入约1GHz至20GHz之间时，天线元件可以由一近似为3/8英寸厚的导电片形成。然而，减小天线元件的厚度(例如，减小到约1/4英寸厚)可实际地提高辐射特性(尤其在较高操作频率范围内)，因其增加了馈送区域内的阻抗。

当功率供应到喇叭形时，随着辐射能从底部240前进到喇叭形天线的“嘴”或孔230，天线元件的内表面212导向辐射能。为了改进在较高频率处的辐射图形，喇叭形天线200的天线元件可以电阻地和/或磁性地加载，以提供一单调递增的表面阻抗，当电磁波沿天线元件210的长度前进时其减小再导向的能量。通过加载具有磁性材料的天线元件，本文所述的天线设计大大地提高在一相对小的包内的脉冲的再生(即，不增加喇叭形天线的尺寸)。

如图5所示，例如，通过将相对高阻抗的磁性材料220包括到天线元件210的至少一部分上，可控制突脊上的表面电流的流动。一般来说，可以包括磁性材料来约束主要沿天线元件的内表面212流动的表面电流。这样，磁性材料220可从外表面214延伸，就在不到内表面212处停止。通过局部地增加大部分天线元件的表面电阻，电流被“扼流”并被迫走最小电阻的路径，即，不被磁性材料220覆盖的突脊部分。这样，磁性材料可阻抗或约束要求方向(纵向)之外的方向的表面电流的流动，以及引入沿横向方向的损失。两种机构起到减小远离内部突脊的突脊的那部分上的表面电流，在内部突脊处要求电流流动。其结果，包括入磁性材料220还可有助于保持一更高控制的辐射图形。

选择用于突脊210和/或空腔结构250的磁性材料可以是这样：所选择的材料的固有阻抗显著地大于自由空间的阻抗。为了使其成为现实，材料的相对导磁率应大于1.0，并也应大于相对电容率(即，介电常数)，这样，当材料是“电气上薄的”时，材料起作一感应镀层。在微波范围内，具有约1.5-20的相对导磁率的磁性材料可用来磁性地加载突脊。这能使磁性材料在远离内表面的区域内显示出丧失磁性，同时提供能力来引导或导向表面电流沿突脊内表面流动。由于固有阻抗的大小被认为是至关重要的。所以，材料的导磁率可以是复杂的(即，一致损耗的材料)。

在某些情形中，用于突脊210和/或空腔结构250的磁性材料可以选择具有大于1.0的相对导磁率的基本上任何的磁性材料。然而，磁性材料不需是各向同性或均匀的，以便沿突脊的内表面导向或引导电流。事实上，在本发明的某些实施例中有利的是，使用一非均匀层的磁性材料。例如，磁性材料实际上可包括一柔性的磁性涂层或磁性材料片，它们可通过将相对高阻抗的磁性颗粒(例如，六喇叭形铁素体)嵌入在一弹性体(例如，硅)内而形成。这些所谓的各向异性的磁性材料可用来提供在较高操作频率下超级的特性(相对于诸如立方的铁素体之类的各向同性材料的特性)。

图9-11示出一可形成在天线元件的内表面212内的纵向槽结构310的实施例。一般来说，槽结构310可从成对的天线元件210的底部向上延伸，因此，可起作抑制横向的表面电流，其趋于在较高频率范围内形成。在某些实施例中，纵向槽310可沿内表面212的仅一部分延伸(如图9所示)。例如，槽可靠近天线元件的底部(即，靠近馈送区域)形成，以防止较高阶模量在其中形成。随着槽背离天线元件的底部延伸，槽可(或不可)逐渐地增加深度。在其它的情形中(未示出)，纵向槽310可沿内表面212的全部长度延伸。尽管其只在靠近馈送区域抑制横向电流(例如，防止较高阶模量形成)，但沿全部的长度延伸槽可以(至少)简化制造过程。如果槽沿全部长度延伸，则它们可形成有均匀的深度，或如果要求的话，形成有一逐渐减小的深度。

图10和11示出可分别包括在双突脊和四突脊喇叭形天线设计内的示范的纵向槽310。例如，图10示出一可形成在双突脊喇叭形的内表面212内的示范的纵向槽310的俯视图(例如，向下看到虚线盒320内)。在某些情形中，槽310可形成到一深度(d)，它近似等于一特定操作频率的波长的四分之一。例如，如下文中较详细地所述，槽的深度可基本上等于操作频率的波长的四分之一，在此横向表面电流趋于最大。尽管图中显示为具有直的侧壁和角，但纵向槽310可变化地构造成包括一相对倒圆的轮廓而没有棱角，以简化制造过程。在某些情形中，例如，如图9所示，槽的深度可逐渐地减小。然而，在本发明的其它实施例中(未示出)，槽的深度可稍许地一致。

图11不同于图10，示出可形成在四突脊喇叭形的内表面212内的示范的纵向槽310。图11的纵向槽可形成为类似的或不类似的深度(d)，视设计说明书而定，并可沿内表面的全长延伸，或仅沿一部分。与图10不同，示于图11中的天线元件210的内表面可以是锥形，以便将所有四个天线元件容纳在由馈送趋于限定的紧的空间内。在某些情形中，双突脊的喇叭形实施例(图10)的相对钝的内表面也可成锥形，以减小馈送区域的尺寸(例如，通过减小天线元件之间的空间)，这可提高操作频率。

一般来说，纵向槽310可包括到双突脊或四突脊喇叭形设计中，以排斥趋于沿天线元件的表面形成的横向电流。例如，在低频操作过程中，表面电流可以主要地集中在突脊或翅片的内表面上。表面电流沿着突脊被纵向地导向，并从底部移动通过“喉部”从喇叭形天线的“嘴”向外辐射。然而，由于馈送区域(即，靠近电流供应到天线元件的底部的区域)的复杂性，一定量的电流可以沿一横向于纵向方向(即，最大辐射的方向)的方向被激励。该现象通常在低频操作频率下无关紧要。然而，在较高的频率下，横向的表面电流可激励一导向波，其可沿喇叭形的长度向下传播。该导向波最后可毁坏辐射图形，其由以下两点造成：(1)引入一与主分量不同相的交叉极化分量，和/或(2)造成显著量的能量重新引导到旁瓣和/或背瓣内。在某些情形中，纵向槽可以单独使用，或与翅片上的磁性镀层组合，以抑制横向电流和最大程度地减小旁瓣和背瓣的形成。

纵向槽可以在横向电流趋于最强的那些频率处最有效。例如，当喇叭形操作频率范围在约1-18GHz之间时，横向电流可在约15-16GHz处为峰值。在一极端情形中，横向电流可导致增加的旁瓣、增加的背瓣，或甚至分裂主瓣。然而，通过形成翅片内的纵向槽可显著地减小或消除横向电流。在一优选的实施例中，纵向槽的深度可以近似地等于横向电流峰值发生的波长的四分之一；但在本发明的其它的实施例中，也可是其它变化的深度。在一更一般的实施例中，纵向槽的深度可以近似地等于天线元件厚度的1/2。

如图4-9所示，本文所提供的天线设计可移去通常包括在传统的喇叭形天线(图1-2)内的侧壁(120)。因为表面电流主要集中在突脊(即，天线元件)的边缘上，侧壁的作用是最小的。在某些情形中，通过引入从要求的极化中转移的交叉极化分量，导电侧壁的存在实际上可从一双突脊或四突脊喇叭形的要求的辐射图形中转移。例如，侧壁可从喇叭形的横截面内产生的基本模式的真正横向电磁(TEM)特性中转移。因此，在某些情形中，可要求构造仅带有突脊而没有侧壁的喇叭形天线(如图4-9所示)。事实上，这样一喇叭形可以是真正TEM结构(即，E场和H场横向于传播方向的结构)。然而，设置在其中的天线设计可以变化地形成为包括侧壁(如果这样要求的话)。

具有本发明益处的本技术领域内的技术人员将会认识到，可以认为本发明提供了这样的双突脊和四突脊喇叭形天线，其在一最大操作频率范围上具有提高的辐射图形的控制。本技术领域内的技术人员根据本文描述可明白本发明的各方面的变化的实施例。例如，可变化产生不同结果的喇叭形天线的各部件(例如，空腔、馈送区域、突脊、锥形延伸元件等)内，存在有许多的变化。因此，以下的权利要求书可被认为包括所有这样的修改和变化，因此，说明书和附图被认为是说明性的而不具有限制的含义。