CN102780093B - 基于漏泄同轴电缆的圆极化天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线，包括环形同轴电缆，在环形同轴电缆上均匀开有四个泄漏槽孔，且每个泄漏槽孔都位于环形同轴电缆的同一侧，在环形同轴电缆的一端连接有短路板，在环形同轴电缆的另一端连接有微波馈入接头。本发明具有结构非常简单，可直接利用同轴馈电，不存在阻抗匹配的问题，可以精确地实现辐射体间的相位要求，具有很高的相容性，可以实现结构的小型化的优点。
Description
技术领域：
本发明公开了一种无线通信领域，特别是一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线。
背景技术：
天线的极化作为天线性能的一个重要参数，是指一个发射天线辐射时，其最大辐射方向上，随着时间变化电场矢量（端点）在空间描出的轨迹。天线的极化形式分为线极化，圆极化和椭圆极化三种。线极化和圆极化是椭圆极化的特例。圆极化又分为正交的左旋和右旋圆极化。椭圆极化波可分解为两个旋向相反的圆极化波。
随着科学技术和社会的不断发展，人们对天线的性能要求也越来越高，在现代的无线应用系统中，普通的线极化天线已很难满足人们的需求，圆极化天线的应用越来越广泛，其主要特点体现在以下几个方面：1)任意的极化电磁波均可分解为两个旋向相反的圆极化波，如对于线极化波来说，可以分解为两个反向等幅的圆极化波。因此，任意极化的电磁波均可被圆极化天线接收，而圆极化天线发射的电磁波也可被任意极化的天线接收到，故电子侦察和干扰中普遍采用圆极化天线；2)在通信、雷达的极化分集工作和电子对抗等应用中广泛利用圆极化天线的旋向正交性；3)圆极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时旋向逆转，不同旋向的电磁波具有较大数值的极化隔离，所以圆极化天线常应用于移动通信、GPS等能抑制雨雾干扰和抗多径反射。研究圆极化天线具有巨大的社会效益、经济效益和军事效益。
一般的圆极化平面天线的设计可分为单馈入方式和双馈入方式两种。其中双馈入的设计方式简单但却需要两层以上的基板配合，使天线过于笨重；而单馈入方式虽只需单层基板，但由于要具有圆极化效果，设计限制条件较多，不容易调整天线圆极化特性及阻抗匹配。
发明内容：
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种传输性好，通信稳定、轻便、易调整天线圆极化特性及阻抗匹配的一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线，包括环形同轴电缆，在环形同轴电缆上均匀开有四个泄漏槽孔，且每个泄漏槽孔都位于环形同轴电缆的同一侧，在环形同轴电缆的一端连接有短路板，在环形同轴电缆的另一端连接有微波馈入接头，泄漏槽孔用于改变环形同轴电缆电磁能量的纵向传输，使电磁能量可以部分地从环形同轴电缆内穿透到环形同轴电缆外，调整泄漏槽孔的位置和类型，使四个漏泄槽孔产生两个空间正交的线极化电场分量，并使二者振幅相等，相位相差90°，从而得到圆极化天线，短路板用于将环形同轴电缆的一端进行短路，微波馈入接头作为馈电端与同轴馈电相连，漏泄槽孔的类型可以为一字槽、八字槽或L型槽，当环形同轴电缆非圆环形时，微波馈入接头通过法兰盘与环形同轴电缆连接，法兰盘用于不同形状接头的转换。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明结构非常简单，可直接利用同轴馈电，因此天线的馈电方式较为简单，同时使用同轴电缆馈电可以避免常规馈电所有的电磁耦合和辐射问题。
2、本发明是采用漏泄同轴电缆为基础的圆极化天线设计，因此不存在阻抗匹配的问题。
3、由于馈电是通过电缆进行，而天线的辐射由开缝完成，故辐射体之间的相位差取决于开缝间的电缆长度，即可以精确地实现辐射体间的相位要求。
4、圆极化天线的极化控制主要由漏泄同轴电缆的开缝方向确定，故通过调整漏泄同轴电缆的开缝方向即可方便地调整天线的圆极化特性。
5、本发明所述的圆极化天线与无线通信产品具有很高的相容性，且通过采用折叠结构或高介电媒质的材料，可以实现结构的小型化。
附图说明：
图1为本发明第一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明第二种实施方式的结构示意图；
图中标号：1-环形同轴电缆、2-泄漏槽孔、3-短路板、4-微波馈入接头、5-法兰盘。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1示出了本发明一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线的一种具体实施方式，包括环形同轴电缆1，在环形同轴电缆1上均匀开有四个泄漏槽孔2，且每个泄漏槽孔2都位于环形同轴电缆1的同一侧，在环形同轴电缆1的一端连接有短路板3，在环形同轴电缆1的另一端连接有微波馈入接头4，泄漏槽孔2用于改变环形同轴电缆1电磁能量的纵向传输，使电磁能量可以部分地从环形同轴电缆1内穿透到环形同轴电缆1外，调整泄漏槽孔2的位置和类型，使四个漏泄槽孔2产生两个空间正交的线极化电场分量，并使二者振幅相等（即简并模），相位相差90°，从而得到圆极化天线，短路板3用于将环形同轴电缆1的一端进行短路，微波馈入接头4作为馈电端与同轴馈电相连，漏泄槽孔的可以为一字槽、八字槽、L型槽等多种类型，当环形同轴电缆1非圆环形时，微波馈入接头4需在通过法兰盘5与环形同轴电缆1连接，法兰盘5用于不同形状接头的转换。
采用第一种实施方案的圆极化天线与无线通信产品有很高的相容性，辐射体间的相位要求也可以简单地通过开缝间的电缆长度得以实现，另外馈电简单，没有过多的设计限制，可以很方便的得到天线的圆极化特性及阻抗匹配。
如图2示出了本发明一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线的另一种具体实施方式，当环形同轴电缆1为方环形同轴电缆时，为方便采用同轴馈电，方环形同轴电缆的一端与微波馈入接头4之间增加了一个法兰盘5，用于方形至圆形的接头转化，法兰盘4的大小及厚度由所设计的圆极化天线的大小及方环形同轴电缆的外径决定，漏泄槽孔2采用具有一定偏角的八字槽孔，调节八字槽的位置、槽长、偏角及每组八字槽的个数，可以方便地控制圆极化天线的极化方式。
本发明可以根据对圆极化天线的形状、尺寸要求，调整环形同轴电缆的形状，也可以根据使用频段及极化需求，调整漏泄槽孔的形状及类型等。
本发明结构简单，可直接利用同轴馈电，因此天线的馈电方式较为简单，同时使用同轴电缆馈电可以避免常规馈电所有的电磁耦合和辐射问题，不存在阻抗匹配的问题，可以精确地实现辐射体间的相位要求，圆极化天线的极化控制主要由漏泄同轴电缆的开缝方向确定，故通过调整漏泄同轴电缆的开缝方向即可方便地调整天线的圆极化特性，且本发明具有很高的相容性，且通过采用折叠结构或高介电媒质的材料，可以实现结构的小型化。
Claims (2)
1.一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线，其特征在于：包括环形同轴电缆（1），在所述环形同轴电缆（1）上均匀开有四个漏泄槽孔（2），且每个所述漏泄槽孔（2）都位于环形同轴电缆（1）的同一侧，在所述环形同轴电缆（1）的一端连接有短路板（3），在所述环形同轴电缆（1）的另一端连接有微波馈入接头（4），所述漏泄槽孔（2）用于改变环形同轴电缆（1）电磁能量的纵向传输，使电磁能量可以部分地从环形同轴电缆（1）内穿透到环形同轴电缆（1）外，调整漏泄槽孔（2）的位置和类型，使四个漏泄槽孔（2）产生两个空间正交的线极化电场分量，并使二者振幅相等，相位相差90°，从而得到圆极化天线，所述短路板（3）用于将环形同轴电缆（1）的一端进行短路，所述微波馈入接头（4）作为馈电端与同轴馈电相连，当环形同轴电缆（1）非圆环形时，微波馈入接头（4）通过法兰盘（5）与环形同轴电缆（1）连接，所述法兰盘（5）用于不同形状接头的转换。
2.根据权利要求1所述的一种基于漏泄同轴电缆的圆极化天线，其特征在于：漏泄槽孔（2）的类型可以为一字槽、八字槽或L型槽。
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