[發明專利]碗形高阻抗反射器的高增益圓極化陣列天線

有效

• 申請號: 201710221235.7
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107181050B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 梁仙靈;任杰;耿軍平;賀沖;朱衛仁;金榮洪
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q9/28;H01Q19/13;H01Q21/24
• 代理公司: 31236 上海漢聲知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種碗形高阻抗反射器的高增益圓極化陣列天線，包括：正交偶極子單元、碗形金屬反射器、金屬環、微波介質板；正交偶極子單元的正交偶極子印刷在微波介質板上；正交偶極子單元設置在碗形金屬反射器的底面；碗形金屬反射器的內側壁設置有金屬環。本發明具有21％的?15dB阻抗帶寬，且本發明所用的高阻抗碗形反射器相比于具有相同口徑尺寸的內壁無高阻抗表面的碗形反射器及平面反射器，使得天線增益最大分別提高了3.1dB和4.2dB。此外，該陣列天線的副瓣電平比同口徑的平面反射器陣列天線低約5dB。該增益提高方法亦適用于提高其他形式的天線增益。

技術領域

本發明涉及喇叭天線領域，具體地，涉及結構簡潔的碗形高阻抗反射器的高增益圓極化陣列天線。

背景技術

現代通信技術的發展和應用對天線的性能提出了更多的要求。圓極化天線由于其獨特的優勢得到越來越廣泛的應用。圓極化相比于線極化可以減小多徑效應帶來的對信道的干擾，可以減少極化失配造成的能量損失，可以為天線的取向提供更多的自由度，這些都使得現代通信系統對圓極化天線的需求越來約大。

目前，圓極化天線已經被應用在雷達、電子對抗、通信、遙感遙測等諸多領域。除此之外，現代通信系統對天線的增益也提出了更多的要求，在微波遠程傳輸、機載通信等系統中都要求天線在所要求的方向對電磁波有較強的收、發能力，而在其余方向對雜波信號有這較強的抑制能力，這就對高增益、強方向性的天線提出了要求。天線增益的提高也意味著發射機所需的發射功率得到減小，從而降低了系統成本并減小了對環境的電磁污染。高增益的天線對提高通信系統的信噪比也有顯著的作用。

目前已經有多種提高天線增益的方法，有在天線上方加載基板或者加載方形環，有通過采用異性材料制作天線利用材料特性來實現天線的增益，例如專利文獻CN202977719U采用陶瓷介質基板和環形輻射貼片來提高天線增益。但是這些方法大多都是對單元結構進行了改進，對于特定的天線需要提高增益時該方法便不再適用。因此，找到一種能廣泛適用的提高天線增益的方法是有必要的。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種碗形高阻抗反射器的高增益圓極化陣列天線。

根據本發明提供的一種碗形高阻抗反射器的高增益圓極化陣列天線，包括：正交偶極子單元、碗形金屬反射器、金屬環、微波介質板；

正交偶極子單元的正交偶極子印刷在微波介質板上；

正交偶極子單元設置在碗形金屬反射器的底面；

碗形金屬反射器的內側壁設置有金屬環。

優選地，多個金屬環等高度、等間距設置在碗形金屬反射器的內側壁上。

優選地，正交偶極子單元包括金屬腔、同軸線、同軸接頭；

微波介質板下方為一與微波介質板等邊長的金屬腔，正交偶極子單元的正交偶極子饋電點通過下方一段同軸線穿過金屬腔連接至同軸接頭。

優選地，正交偶極子單元的邊長為λ/2且高度為λ/4，金屬腔的深度為λ/4，同軸線長λ/4，金屬環高度為λ/4；

其中，λ為工作頻率中心頻點對應的自由空間波長。

優選地，四個正交偶極子單元中心旋轉對稱嵌入在碗形金屬反射器的金屬圓盤底面上；其中，每個正交偶極子單元饋電幅度相同且饋電相位沿周向逆時針依次為0°、-90°、-180°、-270°；金屬環有四個。

優選地，正交偶極子單元與碗形金屬反射器采用公共地板。

優選地，碗形金屬反射器具有張角，碗形金屬反射器的金屬底面作為四個正交偶極子單元的公共反射板。

優選地，金屬腔底端與碗形金屬反射器的金屬底面在同一平面上。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：