CN205595463U - 波导缝隙耦合圆极化天线 - Google Patents
波导缝隙耦合圆极化天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205595463U CN205595463U CN201620136271.4U CN201620136271U CN205595463U CN 205595463 U CN205595463 U CN 205595463U CN 201620136271 U CN201620136271 U CN 201620136271U CN 205595463 U CN205595463 U CN 205595463U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- horn mouth
- coupling gap
- waveguide
- coupling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种波导缝隙耦合圆极化天线，该天线包括从上到下依次设置的椭圆辐射喇叭口、耦合缝隙、矩形腔体和矩形波导。椭圆辐射喇叭口固定于耦合缝隙的上方，为2×2阵列形式排布；耦合缝隙的排布方式与椭圆辐射喇叭口的排布方式相同，其中心线与椭圆辐射喇叭口在两者交界面的投影中心线重合；矩形腔体的外边缘与耦合缝隙的外边缘重合，矩形腔体的长边、短边与矩形波导的长边、短边分别一一对应平行。本实用新型的天线阻抗带宽大于20％，带宽内增益大于16dB，辐射效率大于85％，小于3dB的轴比带宽大于15％，整个天线结构简单、紧凑，辐射效率高，圆极化辐射，可作为高效率子阵天线辐射单元，也可作为大型有源阵列天线子阵单元。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星通信、微波通信领域中高效率圆极化阵列天线，该天线设计的技术主要包括：高效率辐射技术、缝隙耦合圆极化技术。
背景技术
目前在通信频段越来越向高频段发展，尤其在Ku、Ka波段，其频率决定带宽比工作在L、S波段的天线，工作在此频段的要求天线具有尺寸小、增益高、点波束的特性，实现上述性能的天线主要有以下几种天线形式，但各有优缺点:
1、波导缝隙天线：该形式天线是在波导宽边或窄边进行开缝，通常有行波、驻波两种阵列形式，但辐射单元缝隙的增益相对较低，通常只有7dB左右，由于为串馈形式，带宽内出现频扫现象，随着工作频率的增高，要求加工精度也越高，需借助较高的焊接工艺加工制造，成品率较低，导致成本较高。
2、微带贴片天线，该天线形式具有轮廓低、可集成有源器件、可实现辐射单元与网络一体化设计的，但天线的介质损耗较大，且存在漏波效应，天线单元增益低、馈电网络损耗大，不利用实现高增益天线设计。
3、反射面天线，该形式天线在Ka频段具有很好的射频性能，差损低、辐射效率高、实现圆极化辐射相对技术较为简单，但该形式天线物理尺寸较大，不适用在一些安装空间狭小的场合。
4.透镜天线，该天线形式与反射面天线类似，通常采用馈源照射介质球、介质饼等，使波束聚焦，实现高增益照射的目的，但与反射面天线同样具有天线体积尺寸过大，与平面阵列天线比较无法共形安装。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供波导缝隙耦合圆极化天线，本实用新型的特点是，高效率，损耗低，辐射效率高，轴比带宽宽。
本实用新型是这样实现的：波导缝隙耦合圆极化天线，包括天线基体5以及设置在天线基体5内的耦合缝隙2、矩形腔体3和矩形波 导腔4，其特征在于：还包括椭圆辐射喇叭口1，椭圆辐射喇叭口1位于天线基体5内部，为2×2阵列形式排布，椭圆辐射喇叭口1的中心连线为正方形，且其上喇叭口与天线基体5的上表面齐平；每个椭圆辐射喇叭口1的底部均设有呈矩形条状的耦合缝隙2，耦合缝隙2的中心线与椭圆辐射喇叭口1的底部椭圆的长轴重合，且几何中心重合；矩形波导腔4的下波导口与天线基体5的下表面齐平；耦合缝隙2和矩形波导腔4通过矩形腔体3连接，矩形腔体3与矩形波导腔4的中心重合，矩形腔体3的长边与矩形波导腔4的长边相平行，矩形腔体3的短边与矩形波导的短边相平行。
其中，所述的椭圆辐射喇叭口1的椭圆长轴的长度为0.545λ0，长短轴比值为1.18，纵向高度为0.125λ0，四个椭圆辐射喇叭口1的间距为0.866λ0；其中，λ0为中心频率对应的波长。
其中，所述的耦合缝隙2的长度为0.47λ0，宽度为0.05λ0；其中，λ0为中心频率对应的波长。
其中，所述的矩形腔体3的长度为1.1λ0，宽度为0.9λ0，纵向高度为0.254λ0；其中，λ0为中心频率对应的波长。
本实用新型与背景技术比较有如下优点：
1、本实用新型的波导缝隙耦合圆极化天线由椭圆辐射喇叭口1、耦合缝隙2、矩形腔体3和矩形波导腔4组成，天线阻抗带宽大于20％，带宽内增益大于16dB，辐射效率大于85％，小于3dB的轴比带宽大于15％。
2、本实用新型整个天线结构简单、紧凑，辐射效率高，圆极化辐射，可作为高效率子阵天线辐射单元，也可作为大型有源阵列天线子阵单元。
附图说明
图1是本实用新型三维结构示意图。
图2是本实用新型的分层示意图。
图3是本实用新型侧视示意图。
图4是本实用新型俯视示意图。
具体实施方式
参照图1至图4，本实用新型包括天线基体5以及在天线基体5上由上到下依次设置的四个椭圆辐射喇叭口1、四个耦合缝隙2、矩形腔体3和矩形波导腔4，图1是本实用新型三维结构示意图，图2 是本实用新型的分层示意图，给出了各部件间的相对位置关系及内部结构组成。
四个椭圆辐射喇叭口1位于最上层，其阵列排布形式为2×2，椭圆辐射喇叭口间距为0.866λ0，其作用是接收、发射电磁信号，并按着一定的空间功率波束覆盖要求，实现所需方向图的设计。椭圆辐射喇叭口可实现较高的辐射增益，较宽的圆极化轴比带宽，其椭圆长轴尺寸为0.545λ0(λ0为中心频率对应波长)；长短轴比值为1.18，椭圆辐射喇叭口的纵向高度为0.125λ0。
耦合缝隙2位于四个椭圆辐射喇叭口1的下层，排布方式与椭圆辐射喇叭口1相同，呈矩形状，其中心线与椭圆辐射喇叭口在两者交界面的投影中心线重合，且几何中心重合，其外轮廓线不超过矩形腔体3的外轮廓线。耦合缝隙2在矩形腔体3腔体上激励起线极化电流，并耦合到椭圆辐射喇叭口中，并在其中激励起旋转的电场，辐射到自由空间，实现圆极化辐射。耦合缝隙2的长度为0.47λ0，宽度为0.05λ0。
矩形腔体3位于耦合缝隙2的下层，其长度1.1λ0，宽度为0.9λ0，高度为0.254λ0。矩形波导腔4在矩形腔体3中激励起电流，并由四个耦合缝隙2在上表面扰动产生谐振，其物理尺寸决定了天线的工作频段和工作带宽，其特点是收集了四个缝隙单元的辐射能量，并由矩形波导腔4合成。
矩形波导腔4的矩形波导口采用标准波导尺寸，其馈入矩形腔体的位置为矩形腔体的几何中心，两几何体的中心及中心线重合，波导的长边、短边分别与腔体的长边与短边平行。
研究发现：按着上述天线结构尺寸配置，天线轴比小于3dB的带宽为15％，天线的辐射效率大于85％，带宽内增益大于16dB。此天线结构的特点是，实现了高效率圆极化天线，较适合应用于小口径卫星天线***中。
本实用新型工作原理如下：当发射信号时，发射机将电磁型号通过波导同轴转换馈入到矩形波导中，在矩形腔体中聚集能量，并由耦合缝隙扰动上表面内臂电流，产生谐振电流，此振荡电流在椭圆辐射喇叭口中激励起某一旋向的圆极化电磁场，并辐射到自由空间。天线的发射与接收为互易过程。
Claims (4)
1.波导缝隙耦合圆极化天线，包括天线基体(5)以及设置在天线基体(5)内的耦合缝隙(2)、矩形腔体(3)和矩形波导腔(4)，其特征在于：还包括椭圆辐射喇叭口(1)，椭圆辐射喇叭口(1)位于天线基体(5)内部，为2×2阵列形式排布，椭圆辐射喇叭口(1)的中心连线为正方形，且其上喇叭口与天线基体(5)的上表面齐平；每个椭圆辐射喇叭口(1)的底部均设有呈矩形条状的耦合缝隙(2)，耦合缝隙(2)的中心线与椭圆辐射喇叭口(1)的底部椭圆的长轴重合，且几何中心重合；矩形波导腔(4)的下波导口与天线基体(5)的下表面齐平；耦合缝隙(2)和矩形波导腔(4)通过矩形腔体(3)连接，矩形腔体(3)与矩形波导腔(4)的中心重合，矩形腔体(3)的长边与矩形波导腔(4)的长边相平行，矩形腔体(3)的短边与矩形波导的短边相平行。
2.根据权利要求1所述的波导缝隙耦合圆极化天线，其特征在于：所述的椭圆辐射喇叭口(1)的椭圆长轴的长度为0.545λ0，长短轴比值为1.18，纵向高度为0.125λ0，四个椭圆辐射喇叭口(1)的间距为0.866λ0；其中，λ0为中心频率对应的波长。
3.根据权利要求2所述的波导缝隙耦合圆极化天线，其特征在于：所述的耦合缝隙(2)的长度为0.47λ0，宽度为0.05λ0；其中，λ0为中心频率对应的波长。
4.根据权利要求3所述的波导缝隙耦合圆极化天线，其特征在于：所述的矩形腔体(3)的长度为1.1λ0，宽度为0.9λ0，纵向高度为0.254λ0；其中，λ0为中心频率对应的波长。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620136271.4U CN205595463U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 波导缝隙耦合圆极化天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620136271.4U CN205595463U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 波导缝隙耦合圆极化天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205595463U true CN205595463U (zh) | 2016-09-21 |
Family
ID=56927458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620136271.4U Expired - Fee Related CN205595463U (zh) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 波导缝隙耦合圆极化天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205595463U (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107359405A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-17 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双端口馈电式阵列天线 |
| CN109509996A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 四川睿迪澳科技有限公司 | 新型圆极化阵列天线 |
| CN109687103A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-26 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种圆极化波导裂缝天线单元及天线阵 |
| CN110112578A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 电子科技大学 | 一种基于结构复用的矩形波导双频共口径天线 |
| CN110518368A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 圆极化波导缝隙阵天线 |
| CN111641011A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-08 | 深圳大学 | 金属波导阵列及应用该金属波导阵列的调控装置 |
| CN114956248A (zh) * | 2021-02-24 | 2022-08-30 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种狭缝微波辐射器 |
-
2016
- 2016-02-24 CN CN201620136271.4U patent/CN205595463U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107359405A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-17 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双端口馈电式阵列天线 |
| CN107359405B (zh) * | 2017-07-27 | 2023-04-07 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双端口馈电式阵列天线 |
| CN109687103A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-26 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种圆极化波导裂缝天线单元及天线阵 |
| CN109509996A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 四川睿迪澳科技有限公司 | 新型圆极化阵列天线 |
| CN110112578A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 电子科技大学 | 一种基于结构复用的矩形波导双频共口径天线 |
| CN110518368A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 圆极化波导缝隙阵天线 |
| CN111641011A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-08 | 深圳大学 | 金属波导阵列及应用该金属波导阵列的调控装置 |
| CN114956248A (zh) * | 2021-02-24 | 2022-08-30 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种狭缝微波辐射器 |
| CN114956248B (zh) * | 2021-02-24 | 2023-08-22 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种狭缝微波辐射器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205595463U (zh) | 波导缝隙耦合圆极化天线 | |
| WO2018075407A1 (en) | Integrated single-piece antenna feed and circular polarizer | |
| KR102033311B1 (ko) | 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법 | |
| CN106129593A (zh) | 一种二维宽角度扫描的全金属相控阵雷达天线单元 | |
| US9263807B2 (en) | Waveguide or slot radiator for wide E-plane radiation pattern beamwidth with additional structures for dual polarized operation and beamwidth control | |
| WO2018103504A1 (zh) | 馈电结构及基站天线 | |
| CN105591193B (zh) | 双频圆极化天线 | |
| WO2021017777A1 (en) | Antenna device and electronic device | |
| CN110890629A (zh) | 一种低剖面宽角扫描的全金属多波束透镜天线 | |
| CN111987464B (zh) | Ku/Ka波段双频锥形波束喇叭天线 | |
| US20230198134A1 (en) | Microstrip antenna, antenna array, radar, and vehicle | |
| CN108539400B (zh) | 一种宽频带水平极化全向天线 | |
| US20150288068A1 (en) | Primary radiator | |
| CN106654540B (zh) | 一种天线振子组件及射灯天线 | |
| WO2023092469A1 (zh) | 一种天线装置 | |
| CN111052507A (zh) | 一种天线及无线设备 | |
| CN210443662U (zh) | 新型k波段高增益超材料微带天线 | |
| CN205488569U (zh) | 螺旋缝隙圆极化喇叭天线 | |
| CN112271444B (zh) | 一种高增益双极化siw-cts天线阵 | |
| CN111326853B (zh) | 一种近场低旁瓣平顶Bessel-Gauss波束的径向槽阵列天线 | |
| CN205790393U (zh) | 双圆极化腔式天线 | |
| CN111129760B (zh) | 面向大气湍流信号探测的毫米波连续横向枝节天线阵列 | |
| CN209401851U (zh) | 新型圆极化阵列天线 | |
| CN201285802Y (zh) | X波段双偏振雷达天线 | |
| CN103682665A (zh) | 一种超材料微波天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160921 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |