CN1060885C - 圆极化背射天线 - Google Patents

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Abstract

一种圆极化背射天线属于电子与通信技术的范畴，主要由带小接地板的背射螺旋天线和带边环的大反射板组成，其特征在于背射螺旋相位中心与大反射板的等效焦点始终重合构成圆极化背射天线，可在UHF、L、S、C、x等波段作圆极化收、发天线、天线阵单元等，可以广泛应用于空间遥测、遥控、遥感或星载、电子对抗、雷达、通信等领域。

Description

圆极化背射天线
本发明圆极化背射天线属于螺旋天线的范畴。进一步来讲，是一种可广泛用于空间遥测、遥控、遥感或星载、电子对抗、雷达和通信等领域的圆极化背射天线。
和本发发明圆极化背射天线密切相关的已有的天线为螺旋天线。正如日本专利昭59-7705公开的一种具有大反射板的螺旋天线，与普通的螺旋天线相比，在馈电口附近改善了匹配功能。但缺点是：1、主瓣宽度较宽。2、增益较低。3、通频带内随频率f的下降，主瓣宽度迅速变宽，增益下降。
本发明的目的在于保持螺旋天线具有的工作频带宽、圆极化工作方式的特点，克服螺旋天线的其它缺陷，从而提供一种①主瓣宽度下降8°以上，②增益提高2．0db以上，③通频带内(1-1．4)可保持中心频率时的窄主瓣宽度，④要求相同增益时，可比螺旋天线的纵向长度缩短40％以上的带有小接地板和大反射板的圆极化背射天线的技术方案。
本发明圆极化背射天线由带小接地板的背射螺旋天线和带边环的大反射板组成，其特征在于：
Ⅰ、将普通螺旋天线接地板直径设计为小于或等于螺旋直径，使该天线呈现背射状态，
Ⅱ、带边环的大反射板具有等效焦点，位置在距大反射板n．λ／2处(n=1，2，3……)，且以n-1即第一焦点(λ／2)具有最大增益，
Ⅲ、因背射螺旋具有相位中心，故可把它置于主反射板前，使相位中心与第一焦点λ／2重合，构成圆极化背射天线，
Ⅳ、从螺旋背向辐射的电磁波照射到大反射板上，再由大反射板将其反射出去，构成馈源和抛物面类似的关系，
Ⅴ、当频率变化时，焦距λ／2与相位中心位置有相同的前后移动趋势，故可在较宽频带内保持相位中心与焦点重合，
Ⅵ、其设计参数为：
螺距角α：10°-16°内取值，α大可提高增益，稍牺牲频率特性和轴比等性能，最佳取值为12°-14°
匝数：3≤n≤10
螺旋每匝周长：0．75λ≤c≤1．30λ
小接地板(网)直径：d≤0．31λ
主反射板直径：1．9λ≤Dm≤2．3λ
边环宽度：0．23λ≤W≤0．28λ
其调节方法为：
相位中心在距馈电点0．2λ-0．4λ的螺旋轴线上，将该点置于大反射板前0．5λ附近的中心轴线上，然后调节螺旋前后移动，使远处正前方接收机读数为最大，这时即可使相位中心与焦点重合，固定之即为本发明圆极化背射天线。
本发明圆极化背射天线具有以下优点：
1、主瓣宽度比相同长度螺旋天线下降8°-18°。
2、增益提高2．0-3．0db，最大增益可达18-21db。
3、在1-1．4频带宽度内可保持30°左右的窄主瓣宽度(最
   低可达23°左右)。
4、与50Ω电缆可实现小于2．5的匹配驻波系数。
5、轴比与相同长度的螺旋天线相同。
本天线可在UHF、L、S、C、x等波段作圆极化收、发天线、天线阵单元等，可以广泛应用于空间遥测、遥控、遥感或星载、电子对抗、雷达、通信等领域。
附图说明：
图1为圆极化背时天线主视图。
图2为侧视图。图中标号为：
1为螺旋线，2为小接地板，3为大反射板，4为边环
图3为单匝螺距展开图。图中标号为：
α为螺距角，c为单匝周长。
最佳实施例(频率在S波段，fo=2．6GHz)
实施例：螺距角α=12．5°，
        周长c=1λ，
        匝数n=7，
        小接地板直径d=0．29λ，
        大反射板直径Dm=2．1λ，
        边环宽度W=0．25λ。

Claims (2)

1、一种圆极化背射天线由带小接地板的背射天线和带边环的大反射板组成，其特征在于：
Ⅰ、将普通螺旋天线接地板直径设计为小于或等于螺旋直径，使该天线呈现背射状态，
Ⅱ、带边环的大反射板具有等效焦点，位置在距大反射板n·λ／2处(n=1，2，3……)，且以n=1即第一焦点(λ／2)具有最大增益，
Ⅲ、将背射螺旋的相位中心置于主反射板前与第一焦点入／2重合，构成圆极化背射天线，
Ⅳ、从螺旋背向辐射的电磁波照射到大反射板上，再由大反射板将其反射出去，构成馈源和抛物面类似的关系，
Ⅴ、当频率变化时，焦距λ／2与相位中心位置有相同的前后移动趋势，故可在较宽频带内保持相位中心与焦点重合，
Ⅵ、其设计参数为：
螺距角α：10°-16°内取值，最佳值为12°-14°
匝数：3≤n≤10
螺旋每匝周长：0．75λ≤c≤1．30λ
小接地板(网)直径：d≤0．31λ
主反射板直径：1．9λ≤Dm≤2．3λ
边环宽度：0．23λ≤W≤0．28λ
2、一种调节圆极化背射天线的方法，包括步骤：相位中心在距馈电点0．2λ-0．4λ的螺旋轴线上，将该点置于大反射板前0．5λ附近的中心轴线上，然后调节螺旋前后移动，使远处正前方接收机读数为最大，这时即可使相位中心与焦点重合，固定之即可。
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