[發明專利]寬波束高增益雙頻圓極化組合天線

有效

• 申請號: 201110141216.6
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102299399A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 曹振新;湯燕;夏繼鋼;經林;左金康
• 申請（專利權）人: 東南大學;中電科技揚州寶軍電子科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q13/08;H01Q21/00;H01Q21/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

一般情況下，用于接收衛星下行信號或者發射信號到衛星，都要求天線具有很寬的波束，因為除了同步衛星之外，一般通信衛星、導航衛星處于通過軌道之下，其相對于地面不是靜止的，而是在不斷的運動，為了保證接收設備能夠全天候接收衛星的信號，保證具有寬波束屬于基本要求。

為此，本發明涉及一種雙頻圓極化組合天線，其中一個天線采用彎曲十字振子構成，一組采用微帶天線構成，通過合適的組合，并且設計了特定的金屬錐臺和金屬地，從而使其具有優良的駐波比、軸比、半球狀輻射圖，可以應用于衛星導航定位接收機、衛星通信接收機等設備上。

背景技術

目前，衛星定位系統、衛星通信系統已經獲得了非常廣泛的應用。由于衛星不斷的在軌道上運行，因此通常要求衛星定位系統、衛星通信系統中接收通信設備的天線具有半球狀輻射圖，良好的駐波比、軸比以及低剖面，并具有良好的軸比帶寬等要求。目前已經具有多種實用的各種天線，可以應用于這些技術領域，包括螺旋天線、微帶天線等，一般而言其波束寬度難以做得很寬。

發明內容

本發明提供一種能夠提高天線性能的寬波束高增益雙頻圓極化組合天線。

本發明采用如下技術方案：

一種寬波束高增益雙頻圓極化組合天線，包括：金屬基座，在金屬基座上設有金屬錐臺和十字振子天線，在金屬錐臺上設有微帶天線，

所述的微帶天線由依次疊加的金屬底板、介質基板及金屬貼片組成，所述金屬貼片的形狀為切除了一個對角線上的兩個等邊角的正方形，在金屬貼片上連接有同軸電纜且同軸電纜的內芯與金屬貼片連接，在所述的微帶天線中心設有通孔，

所述的十字振子天線包括設在金屬基座上的硬同軸電纜，硬同軸電纜穿過金屬錐臺及微帶天線的通孔，在硬同軸電纜的末端設有縫且縫的長度為四分之一工作波長，在硬同軸電纜的末端還設有十字振子，所述的十字振子由兩個短臂和兩個長臂組成，硬同軸電纜的內芯與其中一個短臂和一個長臂連接。

本天線屬于振子與微帶組合天線，且由于振子采用了彎曲結構、末梢采用變異結構，對應的接收天線無需通過匹配電路就可以直接獲得很好的駐波特性，同時微帶天線部分位于錐臺面上，通過優化金屬基座直徑、錐臺高度和梯度、饋電同軸高度，能夠使得增益、軸比等多項指標得到有效改善。

本發明的十字振子形成一個天線，貼片4、介質基板3和金屬地板13形成微帶天線，由此形成了兩組組合在一起的工作于兩個頻點組合天線。由于采取了錐臺結構2和金屬基座1，通過采取合適錐臺的錐度、高度和硬同軸電纜的長度，有效的增寬了兩個天線的波束寬度，也即壓低了高仰角增益，增加了低仰角增益，保證了在仰角－90°～＋90°內增益的平坦性，很好的滿足了衛星導航接收設備的使用要求。

本發明中采用結構和方法與天線性能的關系描述如下：

采用兩對振子，一對振子對應長臂6，另一對振子對應短臂7，臂長的不同用于天線的圓極化；

采用兩對振子，對應長臂6和短臂7，同時以一定弧度向下彎曲，其中長臂6向下彎曲的曲率小于短臂7的彎曲曲率，該結構有效的展寬了天線的波束；

采用的兩對振子末梢采用了變異結構，末端一段距離內寬度、厚度與振子本身結構相比，變窄或者變薄，或者同時變窄和變薄，該結構有效的改善了該天線的輸入阻抗匹配；

兩對振子6和7通過端口開口四分之一工作波長的硬同軸電纜9連接穿過貼片4、介質基板3、金屬地板13和金屬基座1，并在金屬基座上形成SMA接口11；

錐臺之上貼片4、介質基板3、金屬地板13形成微帶天線，在貼片對角線兩端切去三角形10或者其它形狀部分，實現該天線的圓極化，該天線中饋電點5通過同軸電纜穿過金屬基座1，并在金屬基座上形成SMA接口12，該部分的圓極化不僅可以通過貼片切角實現，也可以通過多饋源實現圓極化，其中相鄰的饋源相位相差90°；

兩個天線構成的整體組合結構，即由金屬基座1、金屬錐臺2、金屬底板13、介質基板3、貼片4、變形十字振子6和7、硬同軸電纜9、兩個同軸接頭11和12組成，該整體結構中，通過優化電纜9高度、錐臺2高度、錐度和金屬基座直徑1，可以進一步改善天線的波束寬度，從而保證天線在－90°～＋90°范圍內的增益保持平坦，更好的滿足衛星導航接收設備的要求。

附圖說明

在結合附圖閱讀下列詳細描述后，本發明的上述目的、其它特征和優點都會更明顯，其中：

圖1是本發明的結構俯視圖。

圖2是本發明的結構主視圖。