CN204793185U - 一种开口环圆极化背腔天线阵列 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开口环圆极化阵列天线，它涉及通信、测控领域中圆极化微带天线装置。它由辐射层、馈电网络层、背腔层组成。它根据通信、测控对极化纯度、安装空间要求设计了具有驻波带宽宽、轴比带宽宽的圆极化天线结构，本实用新型还具有轮廓低、尺寸小、易共形等特点，本实用新型特别适用于通信、测控***中飞行器载体高性能低轮廓圆极化天线的制造。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信、测控领域中的一种开口环圆极化背腔天线阵列，本实用新型较适合应用于要求圆极化辐射天线的通信、测控***中。
背景技术
目前在通信、测控***中可以形成圆极化天线主要有以下几种结构形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。
1、切角圆极化微带天线：该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2％。
2、外接圆极化电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15％，小于2的驻波带宽大于20％，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。
3、波导结构圆极化天线，该形式的辐射效率高、轴比小于3dB的带宽大于20％，但是馈电网络占用空间较大、结构笨重，不利于天线低轮廓设计。
实用新型内容
本实用新型目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种开口环馈电形式的圆极化背腔阵列天线，本实用新型的特点是，阻抗、轴比带宽宽，结构紧凑、可实现天线、网络一体化设计等特点。
本实用新型是这样实现的：一种开口环圆极化背腔天线阵列，包括多个天线子阵，每个天线单元子阵由两个天线单元组成，所述的天线单元包括辐射层1、馈电网络层2和背腔层3，其特征在于：所述的馈电网络层2包括设置在印制板上的内开口圆环5、外开口圆环6和馈线，外开口圆环6的一端与馈线相连接，外开口圆环6的另一端为自由端，内开口圆环5设置在外开口圆环6的内部且与外开口圆环6为同心，内开口圆环5的开口方向为与馈线相连接的外开口圆环6一端位置逆时针方向旋转90°的方向。
其中，所述天线子阵由第一天线单元和第二天线单元组成，同时在印制板上设置有180°倒相环4，第一天线单元的内开口圆环5的开口方向与第二天线单元的内开口圆环5的开口方向呈180°；第一天线单元的外开口圆环6的一端直接与馈线相连接，第二天线单元的外开口圆环6的一端与180°倒相环4的一端相连接，180°倒相环4的另一端与馈线相连接。
其中，所述的辐射层1包括方口喇叭8以及与方口喇叭8底端相连接的圆腔过渡段。
其中，所述的背腔层3为与圆腔过渡段相配的圆背腔。
本实用新型与背景技术比较有如下优点：
1、本实用新型设置了开口环圆极化背腔天线1部件，该开口环圆极化背腔天线由辐射层1、馈电网络层2、背腔层3构成，能在宽频带内产生高质量的圆极化定向波束，其小于3dB轴比带宽大于22％，小于1.5的驻波带宽大于20％。
2、本实用新型的天线结构简单、紧凑，且可满足宽带圆极化辐射要求，同时该设计实现了天线与网络一体化设计，可实现阵列天线设计，适用于要求圆极化天线的通信***中。
附图说明
图1是本实用新型天线分层结构示意图；
图2是本实用新型馈电网络示意图；
图3是本实用新型天线侧面示意图；
具体实施方式
参照图1、图2和图3，一种开口环圆极化背腔天线阵列，包括多个天线子阵，每个天线单元子阵由两个天线单元组成，所述的天线单元包括辐射层1、馈电网络层2和背腔层3，其特征在于：所述的馈电网络层2包括设置在印制板上的内开口圆环5、外开口圆环6和馈线，外开口圆环6的一端与馈线相连接，外开口圆环6的另一端为自由端，内开口圆环5设置在外开口圆环6的内部且与外开口圆环6为同心，内开口圆环5的开口方向为与馈线相连接的外开口圆环6一端位置逆时针方向旋转90°的方向。
其中，所述天线子阵由第一天线单元和第二天线单元组成，同时在印制板上设置有180°倒相环4，第一天线单元的内开口圆环5的开口方向与第二天线单元的内开口圆环5的开口方向呈180°；第一天线单元的外开口圆环6的一端直接与馈线相连接，第二天线单元的外开口圆环6的一端与180°倒相环4的一端相连接，180°倒相环4的另一端与馈线相连接。
其中，所述的辐射层1包括方口喇叭8以及与方口喇叭8底端相连接的圆腔过渡段。所述的背腔层3为与圆腔过渡段相配的圆背腔。
本实用新型中，方口喇叭8作用是辐射或接收圆极化电磁信号，完成电磁信号转换，实施例采用方型铝腔结构，该结构在天线体的最上面，此设计是考虑到在实现高性能辐射的前提下实现低轮廓设计；在印制板9上面敷刻有180°倒相环4、内开口环5、外开口环6，开口环的作用是在圆形腔体里激励起圆极化电磁波，内外开口环的配置可使腔体中的旋转场正交分量的相位差在相当宽的频带内趋于恒定，从而实现较宽的轴比带宽，达到较好的圆极化辐射特性。旋转后的开口环单元利用180°倒相环4进行倒相处理后由功分网络合路器7进行功率合成，这样可以进一步抑制天线的交叉极化分量，改善天线的轴比特性。圆形背腔10的作用使天线实现高性能定向辐射，抑制天线的后向辐射，同时保证了天线的电磁兼容特性，在特殊的载体上可实现嵌入式安装。
本实用新型工作原理如下：当发射信号时，功分网络合路器7接发射机发射信号，输入到馈电网络层2，分为四路信号，并借助开口环5、6在圆腔中激励起旋转场，并由方口喇叭8辐射到自由空间。天线的接收和发射为互易过程，信号由方口喇叭8接收到，并由开口环5、6在圆腔中激励起旋转场，最终由功分网络合路器7及同轴电缆输出到外接接收机。
Claims (4)
1.一种开口环圆极化背腔天线阵列，包括多个天线子阵，每个天线单元子阵由两个天线单元组成，所述的天线单元包括辐射层(1)、馈电网络层(2)和背腔层(3)，其特征在于：所述的馈电网络层(2)包括设置在印制板上的内开口圆环(5)、外开口圆环(6)和馈线，外开口圆环(6)的一端与馈线相连接，外开口圆环(6)的另一端为自由端，内开口圆环(5)设置在外开口圆环(6)的内部且与外开口圆环(6)为同心，内开口圆环(5)的开口方向为与馈线相连接的外开口圆环(6)一端位置逆时针方向旋转90°的方向。
2.根据权利要求1所述的一种开口环圆极化背腔天线阵列，其特征在于：所述天线子阵由第一天线单元和第二天线单元组成，同时在印制板上设置有180°倒相环(4)，第一天线单元的内开口圆环(5)的开口方向与第二天线单元的内开口圆环(5)的开口方向呈180°；第一天线单元的外开口圆环(6)的一端直接与馈线相连接，第二天线单元的外开口圆环(6)的一端与180°倒相环(4)的一端相连接，180°倒相环(4)的另一端与馈线相连接。
3.根据权利要求1所述的一种开口环圆极化背腔天线阵列，其特征在于：所述的辐射层(1)包括方口喇叭(8)以及与方口喇叭(8)底端相连接的圆腔过渡段。
4.根据权利要求3所述的一种开口环圆极化背腔天线阵列，其特征在于：所述的背腔层(3)为与圆腔过渡段相配的圆背腔。
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Cited By (3)
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| CN105006643A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-10-28 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种开口环圆极化背腔天线阵列 |
| CN110289501A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-09-27 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种宽带圆极化平板阵列天线 |
| CN110534888A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 歌尔科技有限公司 | 一种毫米波天线及无线设备 |
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2015
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