一種圓極化天線的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及通信、測控領域中的一種圓極化天線，本實用新型較適合應用于 要求圓極化輻射天線的通信、測控系統中。
【背景技術】
[0002] 目前在通信、測控系統中可以形成圓極化的天線主要有以下幾種結構形式，在性 能上雖各有特點，但均存在某種不足。
[0003] 1、切角圓極化微帶天線：該形式天線結構簡單，輪廓低，但天線軸比、駐波帶寬小 于2%，輻射效率姣低，不利于實現較高增益。
[0004] 2、外接圓極化電橋的圓極化微帶天線形式，該形式的微帶天線軸比、駐波帶寬較 寬通常其小于3dB軸比帶寬大于15%，小于2的駐波帶寬大于20%，但外接圓極化電橋占 用空間較大、饋線冗長、差損較大，不利于天線、網絡一體化設計。
[0005] 3、圓極化喇叭天線，該形式的圓極化天線與傳統圓極化微帶天線比較，具有阻抗、 軸比帶寬寬的特點，饋電網絡插損低，且輻射效率高，但是饋電網絡笨重，不利于小型化設 計。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的在于避免上述【背景技術】中的不足之處而提供一種圓極化天線， 本實用新型特點是，阻抗、軸比帶寬寬、輻射效率高結構緊湊、可實現天線、網絡一體化設計 等特點。
[0007] 本實用新型是這樣實現的：一種圓極化天線包括喇叭天線本體和用于饋電的矩形 波導6,所述的喇叭天線本體包括輻射層1、饋電網絡層介質板2和反射腔層3,饋電網絡層 介質板2設置在輻射層1的下方，反射腔層3設置在饋電網絡層介質板2的下方，其特征在 于：饋電網絡層介質板2上的極化器為內曲線和外曲線圍合而成的鉤型結構，內曲線和外 曲線均為漸變曲線，與鉤型結構的鉤頭相對的鉤型結構的另一端為饋電輸入端。
[0008] 其中，所述的內曲線91滿足以下的方程：P (D/2)e a4>;
[0009] 外曲線P 2滿足以下的方程：P2
[0010] 其中，D為反射腔直徑，a為曲率系數1，δ a為曲率系數2, Φ為旋轉角度，t為饋 線寬度。
[0011] 其中，所述的喇叭天線本體為兩個且共用一個矩形波導6,兩個極化器的形狀相 同，其中一個極化器的位置為另一個極化器圍繞矩形波導6的幾何中心旋轉180°的位置。
[0012] 其中，所述的輻射層1為漸變方口喇機，所述的反射腔層3為圓形背腔7，方口喇叭 與圓形背腔之間為圓腔過渡。
[0013] 本實用新型與【背景技術】比較有如下優點：
[0014] 1、本實用新型設置了鉤型饋電結構的圓極化天線1部件，該鉤型饋電結構的圓極 化天線由由輻射層1、饋電網絡層介質板2、反射腔層3構成，能在寬頻帶內產生高質量的圓 極化定向波束，其小于3dB軸比帶寬大于30%，小于I. 5的駐波帶寬大于30%。，大于80% 口徑輻射效率帶寬為30%。
[0015] 2、本實用新型天線整體結構簡單、緊湊，與其他波導結構的圓極化喇叭天線比較， 無需外接極化器結構，這樣可以獲得較低的輪廓且可滿足寬帶圓極化輻射要求，同時該設 計實現了天線與網絡一體化設計，可實現陣列天線設計，適用于要求高頻段的圓極化天線 的通信系統中。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型三維結構示意圖。
[0017] 圖2是本實用新型結構側視圖。
[0018] 圖3是本實用新型的饋電網絡圖。
【具體實施方式】
[0019] 參照圖1、圖2、圖3以及具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0020] 一種圓極化天線，包括喇叭天線本體和用于饋電的矩形波導6,所述的喇叭天線本 體包括輻射層1、饋電網絡層介質板2和反射腔層3,饋電網絡層介質板2設置在輻射層1 的下方，反射腔層3設置在饋電網絡層介質板2的下方，其特征在于：饋電網絡層介質板2 上的極化器為內曲線和外曲線圍合而成的鉤型結構，內曲線和外曲線均為漸變曲線，與鉤 型結構的鉤頭相對的鉤型結構的另一端為饋電輸入端。所述的輻射層1為漸變方口喇叭4， 所述的反射腔層3為圓形背腔7,方口喇叭與圓形背腔之間為圓腔過渡5。
[0021] 其中，所述的內曲線足以下的方程：P (D/2)e a4>;
[0022] 外曲線P 2滿足以下的方程：
[0023] 其中，D為反射腔直徑，a為曲率系數1，δ a為曲率系數2, Φ為旋轉角度，t為饋 線寬度。
[0024] 作為本實用新型的優化實施例，所述的喇叭天線本體為兩個且共用一個矩形波導 6,兩個極化器的形狀相同，其中一個極化器的位置為另一個極化器圍繞矩形波導6的幾何 中心旋轉180°的位置。
[0025] 其中，兩個漸變方口喇叭4作用是輻射或接收圓極化電磁信號，完成電磁信號轉 換，實施例采用鋁材借助數控銑床加工工藝，漸變方口喇叭結構可實現較高的輻射效率，同 時可以實現低輪廓設計。饋電網絡層介質板2上印刷有極化器8,利用印制板加工工藝可使 天線具有較高的加工精度，該極化器由漸變的內曲線9和外曲線10來決定，漸變設計使鉤 型饋電結構的表面電流具有寬頻帶特性，該結構可在圓形背腔7中激勵起旋轉場，并經由 圓腔過渡5及輻射喇叭輻射到自由空間，該結構激勵起的圓極化波可滿足在30%的帶寬內 形成較好的輻射特性。一對兒鉤型結構旋轉對稱放置后，并由矩形波導6進行功率合成，經 過這樣的設計可以改善寬角軸比，抑制交叉極化，這對于掃描天線至關重要。反射腔層3由 兩個圓形背腔層組成，背腔結構保證了天線定向輻射，使天線具有高定向性，同時該結構方 便天線進行嵌入式共形設計。三種部件借助螺釘、銷釘、進行定位、螺裝、壓緊設計，保證信 號的不易外漏。
[0026] 本實用新型原理如下：當發射信號時，矩形波導6接發射機發射信號，輸入到饋電 網絡層介質板2上印刷的極化器8,同時分為兩路信號，幅度相等，在圓形背腔7中激勵器起 圓極化電磁波，該圓極化波通過空間耦合方式在兩個漸變方口喇叭4上激勵起電磁波，并 由它輻射到自由空間。天線的接收和發射為互易過程，信號由漸變方口喇叭4接收到，由印 刷的極化器8激勵起圓極化信號，并由矩形波導6提取合成信號，最終由同軸電纜輸出到外 接接收機。
【主權項】
1. 一種圓極化天線，包括喇叭天線本體和用于饋電的矩形波導（6)，所述的喇叭天線 本體包括輻射層（1)、饋電網絡層介質板（2)和反射腔層（3)，饋電網絡層介質板（2)設置 在輻射層（1)的下方，反射腔層（3)設置在饋電網絡層介質板（2)的下方，其特征在于：饋 電網絡層介質板（2)上的極化器為內曲線和外曲線圍合而成的鉤型結構，內曲線和外曲線 均為漸變曲線，與鉤型結構的鉤頭相對的鉤型結構的另一端為饋電輸入端。2. 根據權利要求1所述的一種圓極化天線，其特征在于：在極坐標系（P，下，所述 的內曲線口:滿足以下的方程：P (D/2)ea4>; 外曲線P2滿足以下的方程：A=(D/2- 其中，D為反射腔直徑，a為曲率系數1，Sa為曲率系數2,巾為旋轉角度，t為饋線寬 度。3. 根據權利要求1所述的一種圓極化天線，其特征在于：所述的喇叭天線本體為兩個 且共用一個矩形波導（6)，兩個極化器的形狀相同，其中一個極化器的位置為另一個極化器 圍繞矩形波導（6)的幾何中心旋轉180°的位置。4. 根據權利要求1所述的一種圓極化天線，其特征在于：所述的輻射層（1)為漸變方 口喇叭，所述的反射腔層（3)為圓形背腔（7)，方口喇叭與圓形背腔之間為圓腔過渡。
【專利摘要】本實用新型公開了通信、測控領域的一種圓極化天線，包括喇叭天線本體和用于饋電的矩形波導(6)，所述的喇叭天線本體包括輻射層(1)、饋電網絡層介質板(2)和反射腔層(3)，饋電網絡層介質板(2)設置在輻射層(1)的下方，反射腔層(3)設置在饋電網絡層介質板(2)的下方，其特征在于：饋電網絡層介質板(2)上的極化器為內曲線和外曲線圍合而成的鉤型結構，內曲線和外曲線均為漸變曲線，與鉤型結構的鉤頭相對的鉤型結構的另一端為饋電輸入端。本實用新型采用根據通信、測控對極化純度、安裝空間要求設計的具有駐波帶寬寬、軸比帶寬寬的天線結構，還具有輪廓低、尺寸小、易集成等特點，特別適用于通信、測控系統中飛行器載體高性能低輪廓圓極化天線的制造。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q13/02
【公開號】CN204809400
【申請號】CN201520600867
【發明人】宋長宏, 路志勇, 鄧智勇, 李振生, 周建寨, 趙航
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月11日