[發明專利]一種實現小頻率比的雙頻極化可重構天線

有效

• 申請號: 201510363967.0
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104953285B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 李家林;張弛;陳亦夫;戴歐志雄
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q5/10
• 分類號: H01Q5/10;H01Q5/28;H01Q5/335
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 李明光

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及一種小頻率比的雙頻極化可重構天線，在相隔很近的兩個頻帶內實現左右旋圓極化之間的相互切換。

背景技術

對衛星通信和遙感系統來說，為有效傳輸信息，克服電離層法拉第旋轉效應引起的極化畸變，要求天線具有圓極化性能，且同一天線陣面在接收與發射模式下同時工作，這就要求天線具備左旋圓極化和右旋圓極化的工作能力。軍用方面，在空間目標預警領域，各國也普遍采用圓極化天線作為基本輻射單元。因此圓極化技術在軍用和民用領域都有廣泛應用。在無線電通信設備中，為了減少電磁兼容問題，通常希望多個系統共用一副天線，這一現狀促使了天線的雙頻甚至多頻技術的發展。單個天線代替多個天線，不僅大大縮小了占用空間，而且降低了生產成本、節約資源。

天線的極化表征的是在天線輻射時，空間給定點上電場強度矢量的取向隨時間變化的特性，并用電場強度矢量的端點隨時間變化的軌跡來描述。天線的極化分為線極化、圓極化和橢圓極化三種形式，若采用線極化天線作為接收端時，易產生極化失配現象，從而影響天線收發質量。而圓極化天線具有如下優點：圓極化天線能收任意線極化的來波，圓極化天線輻射的圓極化波也可以由任意極化的天線接收；圓極化天線具有旋向正交性，若天線輻射右旋圓極化波，則只接收右旋圓極化波而不接收左旋圓極化波，反之亦然；利用旋向正交性可達到比較理想的極化隔離；圓極化波入射到對稱目標，反射波變換旋向等。正是由于這些特點使圓極化天線具有較強的抗干擾能力，已被廣泛應用于電子偵察和干擾、通信和雷達的極化分集工作以及電子對抗等領域。

Jia-Yi Sze,Kin-Lu Wong and Chieh-Chin Huang在文獻【Coplanar Waveguide-Fed Square Slot Antenna for Broadband Circularly Polarized Radiation，IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2003,51(8):2141-2144】報道了一種共面波導饋電的寬帶圓極化天線，其金屬地板的正中央開一個正方形口，正方形口的右邊中點處加載一個T形枝節，用來實現圓極化。該天線結構簡單，帶寬較寬，但只能在一個頻帶實現圓極化。

Can-Hui Chen and E.K.N.Yung在文獻【Dual-Band Circularly-Polarized CPW-Fed Slot Antenna With a Small Frequency Ratio and Wide Bandwidths，IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2011,59(4):1379-1384】提供了一種可實現小頻率比的雙頻圓極化槽天線。雙頻帶通過兩個平行的單極子實現，一個彎曲的單極子和一個叉形的單極子。此外，一個吊車形的枝節置于槽的右側，用來實現圓極化。該天線具有較寬的帶寬，但其結構較為復雜。

Yue-Ying Chen等人在文獻【Dual-Band Dual-Sense Circularly Polarized Slot Antenna With a C-Shaped Grounded Strip，IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2011,10:915-918】給出了一種雙頻雙極化槽天線，該天線可以在低頻實現左旋圓極化，在高頻實現右旋圓極化。低頻的圓極化通過兩個位于相對角落的槽實現，C形枝節為高頻提供電流路徑。一個矩形調諧短截線從饋線引出，用來調節高頻和低頻的阻抗匹配。但此天線兩個工作頻帶相距較遠(1.7GHz和2.5GHz)，不能應用于小頻率比的場合。

Wei-Mei Li等人在文獻【The U-Shaped Structure in Dual-Band Circularly Polarized Slot Antenna Design，IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2014,13:447-450】設計了兩種雙頻圓極化天線。一種是在金屬地板上開非對稱的U形槽，并通過共面波導饋電；另一種是在金屬地板上開矩形槽，也是通過共面波導饋電，并從共面波導伸出非對稱的U形金屬條帶。但這兩個天線的軸比帶寬窄，且高頻帶和低頻帶相距也太遠(2.5GHz和3.5GHz)。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明通過選取合適的輻射貼片和簡單的饋電網絡來解決問題，采用的技術方案為：