[發明專利]寬頻帶寬波束圓極化天線及圓極化的方法

有效

• 申請號: 201210459398.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103825081B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 云宇;黃煒;楊堅
• 申請（專利權）人: 西安紅葉通訊科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q15/24;H01Q21/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及天線領域，尤其涉及衛星通訊、導航天線的寬頻帶寬波束圓極化天線及圓極化的方法。

背景技術

當前圓極化天線主要有微帶貼片、螺旋天線、十字交叉振子等結構。

微帶貼片天線波束寬度寬，低仰角性能好，但受介質板材厚度限制，帶寬有限，通常單層微帶天線，帶寬僅有1-2％，即使采用很多層微帶板堆疊，能展寬有限帶寬，可達到一個倍頻程，但成本居高不下，通常用作寬波束窄頻帶無線信號傳輸。

螺旋天線的波束寬度較窄，低仰角性能不好，而且占用體積較大，不利于系統集成，通常用于窄波束定向信號傳輸。

十字交叉陣子天線的波束寬度寬，因此低仰角性能好，但占用體積大，帶寬窄，也僅可用于寬波束窄頻帶無線信號傳輸。

上述天線都不具備寬頻帶，寬波束圓極化信號傳輸的能力。眾所周知，頻帶寬，則可傳輸的信息容量大，波束寬，則接受各方向角度信號的能力強。

目前我國現有北斗系統衛星定位及通訊天線，通常采用幾個窄頻微帶貼片天線或微帶貼片天線加十字交叉振子天線的形式實現多點頻覆蓋，系統復雜，占用體積大，多個天線集成在一起相互干擾較多，影響電性能，裝配也不便。如果有一種寬頻帶的圓極化天線，可以完全覆蓋北斗的工作頻段，那么在電性能及生產裝配上將具有明顯的優勢。

發明內容

發明的目的：為了提供一種可以解決寬頻帶、寬波束的圓極化信號的發射與接收的問題的寬頻帶寬波束圓極化天線及圓極化的方法。

為了達到如上目的，本發明采取如下技術方案：

方案1：

寬頻帶寬波束圓極化天線，其特征在于，結構包含天線層和天線層下方的微帶功分器層，所述天線層包含四個一體化制作的彎曲漸變陣子，四個彎曲漸變陣子分別各自連接一個饋電金屬柱，所述饋電金屬柱和微帶功分器層上的微帶功分器電路連接，所述微帶功分器層為一分四的微帶功分器。

本發明進一步技術方案在于，所述四個一體化制作的彎曲漸變陣子形狀完全相同，其各自連接的饋電金屬柱垂直于水平面分布且位于天線整體的中部，穿過四個彎曲陣子的共有底面。

本發明進一步技術方案在于，所述四個一體化制作的彎曲漸變陣子表面圓滑。

本發明進一步技術方案在于，所述四個一體化制作的彎曲漸變陣子各自包含一個尖端，所述尖端和饋電金屬柱焊接，所述尖端與地平面夾角在20-50度之間。

本發明進一步技術方案在于，所述微帶功分器層包含一個以上的可以控制微帶線長短依次實現90度相移的功分器單元或者寬帶電橋，多個功分器單元或者寬帶電橋之間相連。

本發明進一步技術方案在于，所述功分器單元或者寬帶電橋有三個，其構成的微帶功分器電路與一個以上的饋電金屬柱分別連接。

本發明進一步技術方案在于，所述微帶功分器層貼裝在四個一體化制作的彎曲漸變陣子的共有底面上。

本發明進一步技術方案在于，所述天線為一體加工制造且直接與地板相連，為自支撐一體結構，所述饋電金屬柱不與地面接觸，在地板上開的過孔，讓饋電金屬柱穿過，過孔與饋電金屬柱保持同心。

方案2：

利用如上所述的寬頻帶寬波束圓極化天線的圓極化的方法，其特征在于，微帶功分器層的每個單元控制微帶線長短依次實現90度相移，微帶功分器電路與饋電金屬柱相連并通過該饋電金屬柱為四個彎曲漸變陣子饋電，實現左旋或右旋圓極化輻射。

采用如上技術方案的本發明，具有如下有益效果：采用了自支撐接地一體結構的四單元彎曲漸變陣子，用四個存在九十度相位差的金屬柱對它們同時饋電，實現寬帶圓極化的輻射特性。金屬柱后面用微帶功分器來實現饋電的相位差和等功率分配。與現有技術相比，該新型天線具備工作頻帶寬，波瓣寬度寬，圓極化特性好，加工精度要求不高，安裝方便等特點。非常適用于高性能的衛星導航地面接收設備，比如車輛，船舶，飛機，火車等。這個能力在衛星導航定位領域的優勢極其明顯。

附圖說明

圖1為天線及饋電柱示意圖；

圖2為駐波反射系數仿真圖；

圖3為饋電網絡示意圖；

圖4為天線圓極化輻射方向圖；

其中：1.彎曲漸變陣子；2.饋電金屬柱；3.功分器單元。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進一步進行說明；

自支撐接地一體結構四個彎曲漸變陣子1及四個饋電金屬柱2，之間采用焊接進行連接，如圖1所示。