CN113437497B - 圆极化天线及卫星通信终端 - Google Patents

Abstract

本申请涉及天线领域及卫星通信领域，提供一种圆极化天线及卫星通信终端，圆极化天线包括：金属腔体，金属腔体具有中空腔，金属腔体的一端敞开；辐射板，辐射板设置于中空腔内，辐射板包括上辐射层和下辐射层，上辐射层和下辐射层之间设置有空气介质层；馈电网络板，馈电网络板设置于金属腔体的另一端，馈电网络板包括分支电桥，分支电桥包括两对馈电端口和输入端口，两对馈电端口和输入端口中的两个馈电端口连接到下辐射层，与两个馈电端口对应的两个输入端口用于接收圆极化电磁波信号。根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端解决了天线带宽、双圆极化以及小型化的问题，实现单个天线满足宽带宽和双圆极化，同时保持小体积。

Description

圆极化天线及卫星通信终端

技术领域

本申请涉及天线领域及卫星通信领域，尤其是涉及一种圆极化天线及卫星通信终端。

背景技术

随着无线通信技术的发展，对天线的要求也越来越高。在无线通信传输中，由于圆极化电磁波在诸如雨雪天气的恶劣环境中衰减小、穿透环境电离层的能力强并且受地球两极磁场产生的法拉第效应影响小，因此，其对于诸如卫星等高速运动的物体而言，极化损失较小。鉴于圆极化电磁波的这些特性，为了尽可能减小传输链路中的损耗和极化损失，诸如星地遥控遥测应用中的天线一般采用圆极化天线。

然而，对于圆极化天线而言，一方面，现有的圆极化天线通常仅能实现单圆极化，无法通过单个天线同时实现不同旋向的圆极化；另一方面，现有的圆极化天线的带宽有限，无法满足宽带宽的需求。对此，尽管在喇叭天线这种特殊的圆极化天线中，带宽相对较宽且可实现双圆极化，但是其剖面较大，导致天线的整体体积很大，会占用较大的设备空间，无法很好地适应于诸如卫星的存在小型化需求的设备中的应用。

发明内容

鉴于现有的天线无法在满足宽带宽和双圆极化的同时保持小体积的问题，本申请提出一种圆极化天线及卫星通信终端。根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端可以通过设置敞开的金属腔体、具有空气介质层的辐射板以及包括具有两对馈电端口和输入端口的分支电桥的馈电网络板，实现利用单个天线满足宽带宽和双圆极化的需求，同时允许实现整个天线的小体积。

根据本申请的第一方面，提供一种圆极化天线，所述圆极化天线包括：金属腔体，所述金属腔体具有中空腔，所述金属腔体的一端敞开；辐射板，所述辐射板设置于所述中空腔内，所述辐射板包括上辐射层和下辐射层，所述上辐射层和所述下辐射层之间设置有空气介质层；馈电网络板，所述馈电网络板设置于所述金属腔体的与所述一端相对的另一端，所述馈电网络板包括分支电桥，所述分支电桥包括两对馈电端口和输入端口，所述两对馈电端口和输入端口中的两个馈电端口连接到所述下辐射层，与所述两个馈电端口对应的两个输入端口用于接收圆极化电磁波信号。

可选地，所述馈电网络板上形成有金属化过孔，所述金属化过孔设置在所述馈电网络板的边缘处和/或围绕所述分支电桥设置，所述分支电桥为双分支3dB电桥。

可选地，所述馈电网络板包括上介质层和下介质层，所述分支电桥设置在所述上介质层与所述下介质层之间，所述上介质层和所述下介质层的背对所述分支电桥的表面中的至少一部分表面上设置有金属层。

可选地，所述圆极化天线还包括探针，所述下辐射层形成有辐射层通孔，所述探针通过所述辐射层通孔连接到所述分支电桥的所述两个端口，所述辐射层通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔在所述下辐射层的层面方向上相对于所述下辐射层的中心的方向彼此垂直，所述圆极化天线还包括介质件，所述介质件具有贯穿孔，所述探针穿过所述贯穿孔。

可选地，所述圆极化天线还包括两个连接器，所述两个连接器分别连接到所述两个输入端口，其中，所述连接器为同轴连接器。

可选地，所述圆极化天线还包括底板，所述底板设置在所述金属腔体的所述另一端侧，所述馈电网络板设置在所述底板的一侧上并且位于所述底板与所述金属腔体之间，所述连接器设置在所述底板的与所述一侧背对的一侧上，所述连接器的一端穿过所述底板连接到输入端口。

可选地，所述底板与所述金属腔体之间设置有第一加固连接部分，所述底板与所述连接器之间设置有第二加固连接部分，所述第一加固连接部分与所述第二加固连接部分连接到所述底板的位置不同。

可选地，所述下辐射层包括主体部和突出部，所述突出部在所述下辐射层的层面方向上从所述主体部的边缘向外延伸。

可选地，所述金属腔体包括基底部和容纳部，所述中空腔形成在所述容纳部中，所述基底部的横截面面积大于所述容纳部的横截面面积，所述基底部的外表面和所述容纳部的外表面之间形成有台阶结构。

根据本申请的第二方面，提供一种卫星通信终端，所述卫星通信终端包括根据本申请的第一方面所述的圆极化天线。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的整体结构示意图；

图2示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的分解示意图；

图3示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的另一视角的分解示意图；

图4示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的沿着图1的X-X’线截取的截面示意图；

图5示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的分支电桥的平面示意图；

图6A和图6B示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋极化和右旋极化的两个端口的驻波示意图；

图7示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋极化和右旋极化的两个端口的隔离度示意图；

图8A、图8B、图8C和图8D示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋圆极化的端口的增益和轴比方向图；

图9A、图9B、图9C和图9D示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的右旋圆极化的端口的增益和轴比方向图。

图标：100-金属腔体；110-基底部；111-容纳凹槽；112-腔体通孔；113-腔体加固连接孔；120-容纳部；200-辐射板；210-上辐射层；220-下辐射层；221-主体部；222-突出部；223-第一间隔限位部；224-第二间隔限位部；225-辐射层通孔；2251-第一通孔；2252-第二通孔；300-馈电网络板；310-分支电桥；311-馈电端口；312-输入端口；313-金属化过孔；320-上介质层；330-下介质层；331-介质层通孔；400-连接器；410-连接端子；420-端子介质件；430-连接器加固连接孔；510-探针；520-介质件；600-底板；610-底板凹槽；620-凸台；621-凸台通孔；710-第一连接件；720-第二连接件；730-第一加固件；740-第二加固件；750-第二加固连接孔；760-第一加固连接孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

在此需要说明的是，尽管本文中以“卫星”应用场景为例，描述了圆极化天线安装在卫星中，但是本申请不限于此，根据本申请的圆极化天线也可以应用于需要设置天线的其他设备。

本申请的一方面提供一种圆极化天线，该圆极化天线该天线可在确保小体积的同时实现宽带宽的双圆极化。

值得注意的是，在本申请提出申请之前，以卫星应用场景为例，在卫星过境时，可通过卫星上的遥控遥测天线接收地面站天线发出的遥控指令信号，并将包含卫星状态信息的遥测信号发送给地面站天线，在该过程中，地面与卫星建立通信，可在向卫星下达指令的同时检测卫星的在轨状态。在这样的星地链路中，星上信号的接收和发送主要依靠遥控遥测天线。

对此，为了尽可能减小星地链路的损耗和极化损失，遥控遥测天线一般采用圆极化天线。以X频段为例，为了减小发射和接收间的频间干扰，遥测遥控的频率间隔通常大于1GHz，同时要求发射和接收采用不同旋向的圆极化，以通过极化隔离减少发射和接收信号间的干扰。因此，要求遥控遥测天线具有很宽的圆极化带宽。此外，对于微纳卫星而言，卫星在发射时一般作为火箭的搭载载荷，卫星的包络空间有限，因此，还要求天线的剖面和体积尽可能小，以尽可能少地占用整个卫星的包络空间。

然而，在现有的天线装置中，螺旋天线和喇叭天线可以满足宽带宽的要求，其中，螺旋天线仅能实现单圆极化，因此，在使用螺旋天线时，需要两个不同圆极化的天线才能满足双圆极化的要求；喇叭天线虽然带宽比螺旋天线宽，并且可实现双圆极化，但是喇叭天线剖面很高，体积很大，会较多地占用星体外部空间，不利于优化诸如微纳卫星等设备的体积。

本申请通过优化天线的结构布置，可以通过单个天线满足宽带宽和双圆极化的需求，同时允许实现整个天线的小体积和低剖面，可以很好地满足卫星系统的需求。

下面将参照图1至图6B详细描述根据本申请的实施例的圆极化天线。

根据本申请的实施例的圆极化天线包括金属腔体100、辐射板200和馈电网络板300。

如图1所示，金属腔体100具有中空腔，辐射板200设置于金属腔体100的中空腔内。

如图2和图3所示，辐射板200包括上辐射层210和下辐射层220。上辐射层210和下辐射层220之间设置有空气介质层，例如，上辐射层210和下辐射层220之间间隔开预定距离，该预定距离可根据天线的实际频率应用需要调整大小。如图2所示，在下辐射层220的面对上辐射层210的表面上可形成有第一间隔限位部223，第一间隔限位部223从下辐射层220凸出，其可用于保持上辐射层210和下辐射层220之间的距离，即保持上面所述的预定距离。在下辐射层220与上辐射层210的装配状态下，下辐射层220可抵靠在第一间隔限位部223上。如图3所示，在下辐射层220的背对上辐射层210(或者说，面对金属腔体100的基底部110)的表面上可形成有第二间隔限位部224，第二间隔限位部224从下辐射层220凸出，其可用于保持下辐射层220与基底部110之间的距离。在下辐射层220与金属腔体100的装配状态下，第二间隔限位部224可抵靠金属腔体100的基底部110。第一间隔限位部223和第二间隔限位部224可均具有通孔，以供下面将描述的第一连接件710或贯通连接件穿过。

下辐射层220可以被直接馈电，例如通过下面将描述的同轴探针来馈电，上辐射层210可以采用耦合馈电，从而可增大天线的带宽，具体来说，上辐射层210可以通过下辐射层220进行耦合馈电。上辐射层210和下辐射层220均可为金属板。

作为示例，上辐射层210和下辐射层220的中央可分别开设有连接孔，连接件可通过穿设于上辐射层210和下辐射层220的连接孔中而连接上辐射层210和下辐射层220，并且可保持二者之间的间隔距离。

如图2和图3所示，上辐射层210可呈圆形形状，下辐射层220可包括主体部221和突出部222。突出部222可在下辐射层220的层面方向上从主体部221的边缘向外延伸。主体部221可呈圆形形状，突出部222可形成为在主体部221的周向上分布的方形耳片。例如，突出部222可为偶数个，并且相对于主体部221两两相对设置。优选地，可以形成两两相对设置的四个突出部222，四个突出部222中的两个相对的突出部222的连接线与四个突出部222中的另外两个相对的突出部222的连接线可彼此垂直。突出部222可以作为下辐射层220的阻抗匹配调节单元，通过改变突出部222的构造可以使下辐射层220实现不同大小的阻抗匹配，例如，通过设置如上所述的方形耳片可以使下层辐射层更好地匹配到50欧姆的阻抗。

金属腔体100的第一端可敞开，馈电网络板300可设置于金属腔体100的与其敞开的第一端相对的第二端。

如图2和图3所示，金属腔体100可具有设置在金属腔体100的第一端与第二端之间的基底部110和容纳部120，基底部110的横截面面积可大于容纳部120的横截面面积，容纳部120可形成为筒状，例如如图2和图3所示形成为圆筒，容纳部120内可形成金属腔体100的中空腔。在天线安装状态下，基底部110可位于金属腔体100的底部，基底部110的外表面和容纳部120的外表面之间可形成为台阶形式。由于在根据本申请实施例的圆极化天线中允许容纳部120的横截面面积相对小，因此可确保圆极化天线的小尺寸。

基底部110的背对金属腔体100的中空腔(或者说，背对容纳部120)的表面可形成有容纳凹槽111，以用于放置馈电网络板300。馈电网络板300的形状可与容纳凹槽111的形状相对应，例如，如图3所示，馈电网络板300和容纳凹槽111的与馈电网络板300的厚度方向垂直的截面可均具有扇形形状。优选地，馈电网络板300的上述截面可呈具有优弧的扇形形状，馈电网络板300设置为这样的形状可以使馈电网络板更好地固定在容纳凹槽111中，此外，还可以在不影响馈电网络板的功能实现的情况下降低馈电网络板的生产成本，以使得馈电网络板300可通过下文中所述的第二连接件720或贯通连接件与圆极化天线的其他构件连接在一起。

金属腔体100可以是一体形成的，例如基底部110和容纳部120一体形成，也可以分别形成基底部110和容纳部120，再将二者相结合以形成金属腔体100。

馈电网络板300可包括分支电桥310，分支电桥310可包括两对的馈电端口和输入端口，馈电端口中的两个馈电端口可连接到下辐射层220，以允许同时实现不同方向的圆极化。分支电桥310可作为天线的功分电路(或者功分器)。

例如，如图5所示，分支电桥310可包括两个馈电端口311和两个输入端口312。两个馈电端口311可连接到下辐射层220，两个输入端口312可分别连接有连接器(也可称为“接插件”)400，两个连接器400可分别接收不同方向的圆极化电磁波，从而利用两个输入端口312和两个馈电端口311同时实现不同方向的圆极化。分支电桥310的两个输出端口的幅度相同，相位相差90度，从而分支电桥310可直接给下辐射层220馈电，以形成圆极化。例如，分支电桥310的两对端口可以同时实现左旋圆极化和右旋圆极化。分支电桥310可以有利于拓宽天线的带宽，例如其可以为三分支3dB电桥，但不限于此，只要其包括两对端口以允许同时实现不同方向的圆极化即可。

在本申请的实施例的馈电网络板300中使用诸如三分支3dB电桥的包括两对端口的分支电桥，与诸如双分支3dB电桥的单馈电路径的功分电路相比，本申请的分支电桥310可通过并联1/4波长阻抗匹配段，使得在中心频点附近形成额外的谐振，从而达到增大带宽的目的，更适合用于宽带天线的馈电。

作为示例，连接器400可以为同轴连接器，其可与输入端口312焊接连接。例如，连接器400可以为阻抗匹配为50欧姆的SMA-KFD接插件。

这里，圆极化天线还可以包括探针510，相应地，下辐射层220可形成有辐射层通孔225，探针510的一端可通过辐射层通孔225而与下辐射层220电连接，探针510的另一端可连接到分支电桥310的两个馈电端口311，以将下辐射层220与分支电桥310电连接。例如，探针510的一端可穿设于下辐射层220的辐射层通孔225，其另一端可插入到分支电桥310的馈电端口311并且可通过诸如焊锡焊接的方式固定到馈电端口311的焊盘。探针510例如可以由金属形成。

辐射层通孔225包括第一通孔2251和第二通孔2252，第一通孔2251和第二通孔2252在下辐射层220的层面中相对于下辐射层220的中心的方向彼此垂直。例如，第一通孔2251和第二通孔2252的直径可以均为3.3mm。为了允许探针510将下辐射层220与分支电桥310电连接，金属腔体100的基底部110可在与第一通孔2251和第二通孔2252对应的位置处形成有两个腔体通孔112，探针510可经由第一通孔2251/第二通孔2252穿过腔体通孔112连接到馈电网络板300，具体地，连接到分支电桥的馈电端口311。这里，腔体通孔112可具有与相应的第一通孔2251/第二通孔2252相同的尺寸，例如也可具有3.3mm的直径。优选地，探针510可焊接连接到第一通孔2251/第二通孔2252。

圆极化天线还可以包括介质件520，介质件520可套设在探针510外部，并且在探针510的长度方向上设置在下辐射层220与馈电网络板300之间。

介质件520可具有贯穿孔，探针510可穿过该贯穿孔。介质件520可形成为圆柱状，但不限于此，也可形成为诸如大体上六面体等形状。在探针510外设置有介质件520的情况下，探针510与介质件520例如可形成50欧姆的匹配。

这里，优选地，介质件520的至少一部分可位于金属腔体100的基底部110的腔体通孔112中，以有利于减小天线的尺寸。

在本申请实施例的圆极化天线中，馈电网络板和辐射板集成在金属腔体中，辐射板的上辐射层和下辐射层分别采用耦合馈电和直接馈电的方式，并且馈电网络板的分支电桥连接到下辐射层，这使得可以增大天线的带宽，实现两方向的圆极化，同时可使天线的体积小型化。

此外，如图5所示，馈电网络板300可形成有金属化过孔313，金属化过孔313可设置在馈电网络板300的边缘处，或者围绕分支电桥310设置，此外，金属化过孔313也可如图5所示地设置在馈电网络板300的边缘处以及分支电桥310周围。金属化过孔313可以使分支电桥310更好地接地，防止信号串扰。优选地，沿着馈电网络板300的边缘设置和/或围绕分支电桥310设置的多个金属化过孔313可以等间隔设置，以实现均匀的分布。

如图2和图3所示，馈电网络板300可包括上介质层320和下介质层330。分支电桥310可设置在上介质层320和下介质层330之间。例如，分支电桥310可形成在上介质层320上或形成在下介质层330上(如图2所示的示例)，但是其不限于此，分支电桥310也可为设置在上介质层320和下介质层330之间的单独形成的电路层。

作为示例，馈电网络板300的上介质层320和下介质层330可通过PP片压制形成。此外，上介质层320和下介质层330的背对分支电桥310的表面中的至少一部分上可设置有金属层，金属层可用于接地。金属层可通过镀覆形成，例如可通过在上介质层320和下介质层330上镀覆铜而形成。

如图1至图4所示，圆极化天线还可以包括底板600，底板600可设置在金属腔体100的第二端侧。

馈电网络板300可设置在底板600的一侧，具体来说，设置在金属腔体100与底板600之间。连接器400设置在底板600的背对馈电网络板300的一侧。连接器400的连接端子410穿过底板600连接到馈电网络板300的分支电桥310的输入端口312，例如，连接器400的连接端子410可以通过诸如焊锡焊接的方式与输入端口312的焊盘连接。连接器400的连接端子的端部可穿设于形成在下介质层330中的介质层通孔331内，以与输入端口312连接。这里，连接器400的连接端子410可以形成为探针的形式。此外，连接端子410外可套设有端子介质件420。在连接端子410外设置有端子介质件420的情况下，连接端子410与端子介质件420例如可形成50欧姆的匹配。

底板600的面对金属腔体100的第一表面上形成有底板凹槽610，金属腔体100的第二端(例如，基底部110)可容纳在该底板凹槽610中。如图3所示，底板600的与第一表面背对的第二表面可形成有凸台620，连接器400可安装于凸台620，凸台620中形成有凸台通孔621，连接器400的连接端子410可穿过该凸台通孔621而连接到馈电网络板300。连接器400的连接端子410可作为穿过底板600和馈电网络板300的分支电桥310的微带线。底板600例如可由金属形成。

根据本申请的实施例的圆极化天线的上述构件之间可通过连接件连接或相对定位，优选地，如图2和图3所示，第一连接件710可依次贯穿辐射板200(例如，上辐射层210和下辐射层220)和金属腔体100(例如，金属腔体100的基底部110)，第二连接件720可依次贯穿馈电网络板300(例如，上介质层320、分支电桥310和下介质层330)以及底板600，第二连接件720可固定于金属腔体100的底部(例如，金属腔体100的基底部110的面对馈电网络板300的表面)，优选地，第二连接件720可以与金属腔体100一体地形成，具体来说，第二连接件720可形成为从金属腔体100的面对馈电网络板300的表面突出，以用于将金属腔体100与馈电网络板300及底板600连接。

此外，用于连接圆极化天线的上述构件的连接件不限于上述构造，例如，替代第一连接件710和第二连接件720，圆极化天线可包括贯通连接件，贯通连接件可依次贯穿辐射板200(例如，上辐射层210和下辐射层220)、金属腔体100(例如，金属腔体100的基底部110)、馈电网络板300(例如，上介质层320、分支电桥310和下介质层330)以及底板600。相应地，辐射板200(例如，上辐射层210和下辐射层220)、金属腔体100(例如，金属腔体100的基底部110)、馈电网络板300(例如，上介质层320、分支电桥310和下介质层330)以及底板600的中央可分别形成有连接孔，并且形成在这些构件上的连接孔的位置对应，以使得这些构件能够通过一个贯通连接件连接在一起。

作为示例，上面描述的第一连接件710、第二连接件720以及贯通连接件可以形成为诸如螺钉、螺杆的螺丝结构，连接孔可以是螺纹孔，但是不限于此，其可以是任意形式的连接件或紧固件，只要其能够一同连接圆极化天线的上述构件即可。

另外地，在本申请的实施例中，底板600与金属腔体100之间可设置有第一加固连接部分，并且底板600与连接器400之间可设置有第二加固连接部分。

这里，优选地，如图2所示，可在底板600与金属腔体100之间设置第一加固连接部分，同时在底板600与连接器400之间设置第二加固连接部分，并且第一加固连接部分与第二加固连接部分连接到底板600的位置不同。

具体来说，多个第一加固连接部分可以在底板600的第一方向L1上相对于底板600的中心(例如，底板600中央的用于容纳上面描述的第二连接件720或贯通连接件的连接孔)对称设置，多个第二加固连接部分可以相对于与第一方向L1垂直的第二方向L2对称设置，第一方向L1可以为底板600的面对金属腔体100的表面上的最大长度所在的方向，例如，在底板600形成为具有圆形横截面的情况下，第一方向L1可以与该圆形横截面的直径重合，第二方向L2可与第一方向L1垂直，并且多个第二加固连接部分的在平行于第一方向L1的方向上设置在最外侧的两个第二加固连接部分之间的在平行于第一方向L1的方向上的距离D1小于多个第一加固连接部分的在第一方向L1上设置最外侧的两个第一加固连接部分之间的在第一方向L1上的距离D2的3/5且大于距离D2的1/2。如此布置第一加固连接部分和第二加固连接部分，可在上面描述的第二连接件720或贯通连接件之外加强底板600连接的稳定性，特别是，可以很好地减小天线在使用中的震动，从而可避免或至少缓解震动所带来的对天线收发性能的影响。

例如，如图2所示，底板600可形成有第一加固连接孔760和第二加固连接孔750，金属腔体100上可形成有与第一加固连接孔760对应的腔体加固连接孔113，连接器400上可形成有连接器加固连接孔430。第一加固连接部分可包括第一加固连接孔760和腔体加固连接孔113，第二加固连接部分可包括第二加固连接孔750和连接器加固连接孔430。第一加固件730可以穿过第一加固连接孔760和腔体加固连接孔113而将底板600和金属腔体100(例如，基底部110)连接。第二加固件740可穿过连接器加固连接孔430和第二加固连接孔750，以将连接器400与底板600连接。

根据本申请的实施例的圆极化天线包括两对端口，其中的两对端口可以分别作为左旋圆极化端口和右旋圆极化端口。

下面将结合图6A至图9D详细描述根据本申请的实施例的圆极化天线的电性能。

具体来说，图6A示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋极化端口的驻波比的曲线图，图6B示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的右旋极化端口的驻波比的曲线图。从图6A和图6B可以看出在7.2GHz-8.4GHz两个端口的驻波小于1.4。

图7示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋极化和右旋极化的两个端口的隔离度(S-Parameter)的曲线图，其中，S为2.1。从图7可以看出在7.2GHz-8.4GHz两个端口的隔离度小于-15。

根据本申请的实施例的圆极化天线的增益在两个端口的±60度范围内可以大于或等于-1dB。

图8A至图8D示出了左旋圆极化端口在7.2GH和8.4GHz的增益和轴比方向的曲线图，具体来说，图8A和图8C示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋圆极化端口的远场实现增益绝对值的曲线图，其中，phi＝90；图8B和图8D示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的左旋圆极化端口的远场轴比的曲线图，其中，phi＝90。从图8A至图8D可以看出，在±60度范围内增益＞-1dB，在±60度范围内轴比＜4dB。

图9A至图9D示出了右旋圆极化端口在7.2GH和8.4GHz的增益和轴比方向的曲线图，具体来说，图9A和图9C示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的右旋圆极化端口的远场实现增益绝对值的曲线图，其中，phi＝90；图9B和图9D示出了根据本申请的实施例的圆极化天线的右旋圆极化端口的远场轴比的曲线图，其中，phi＝90。从图9A至图9D可以看出，在±60度范围内增益＞-1dB，在±60度范围内轴比＜6dB。

根据本申请的圆极化天线可具有两个输入端口，分别为左旋圆极化端口和右旋圆极化端口，天线可以工作在7.2GHz-8.4GHz，高度仅为25mm，安装直径仅为50mm。由此可见，根据本申请的圆极化天线既能在满足宽带宽和双圆极化的同时不会占用太多空间，可以很好地满足卫星系统的需求。

此外，根据本申请的圆极化天线是左右旋双圆极化天线，在7.2GHz-8.4GH驻波小于1.5，端口隔离度大于15dB，轴比小于6dB，因此能够同时工作在左旋圆极化和右旋圆极化，可以很好地适应微纳卫星的需求。

如上所述，根据本申请的实施例的圆极化天线体积小、重量轻、剖面低、圆极化带宽宽并且可同时满足诸如左旋圆极化和右旋圆极化的不同方向圆极化，并且其可同时覆盖卫星的遥控频段和遥测频段。因此，本申请的实施例的圆极化天线特别适合于作为X频段遥控遥测天线，从而可用于不同旋向的卫星遥控遥测信号的接收和发射。

本申请的另一方面提供一种卫星通信终端，卫星通信终端可以包括根据本申请的上述实施例所述的圆极化天线。

根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端，通过将具有空气介质层的双辐射层设置于金属腔体中，并且采用包括两对的馈电端口和输入端口，可以使得单个天线满足宽带宽和双圆极化的需求，同时允许实现整个天线的小体积和低剖面。

此外，根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端，通过在馈电网络板上设置金属化过孔，可以使分支电桥更好地接地，防止信号串扰。

此外，根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端，通过将连接到分支电桥的两个馈电端口的通孔设置为相对于辐射层的中心的方向彼此垂直，可以提高馈电端口的隔离度。

此外，根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端，可通过底板将连接器连接到馈电网络板，并且可将馈电网络板保持在底板与金属腔体之间，提高整个天线的连接稳定性。

此外，根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端，可通过第一加固连接部分和第二加固连接部分，将底板与金属腔体以及底板与连接器分别进行连接，可避免或至少缓解震动所带来的对天线收发性能的影响。

此外，根据本申请的圆极化天线及卫星通信终端，金属腔体的基底部的横截面面积可大于容纳部，从而可使得天线具有小的体积和剖面。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线包括：

金属腔体，所述金属腔体具有中空腔，所述金属腔体的一端敞开；

辐射板，所述辐射板设置于所述中空腔内，所述辐射板包括上辐射层和下辐射层，所述上辐射层和所述下辐射层之间设置有空气介质层；

馈电网络板，所述馈电网络板设置于所述金属腔体的与所述一端相对的另一端，所述馈电网络板包括分支电桥，所述分支电桥包括两对馈电端口和输入端口，所述两对馈电端口和输入端口中的两个馈电端口连接到所述下辐射层，与所述两个馈电端口对应的两个输入端口用于接收圆极化电磁波信号。

2.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈电网络板上形成有金属化过孔，所述金属化过孔设置在所述馈电网络板的边缘处和/或围绕所述分支电桥设置，所述分支电桥为双分支3dB电桥。

3.根据权利要求2所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈电网络板包括上介质层和下介质层，所述分支电桥设置在所述上介质层与所述下介质层之间，所述上介质层和所述下介质层的背对所述分支电桥的表面中的至少一部分表面上设置有金属层。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括探针，所述下辐射层形成有辐射层通孔，所述探针通过所述辐射层通孔分别连接到所述分支电桥的所述两个馈电端口，所述辐射层通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔在所述下辐射层的层面方向上相对于所述下辐射层的中心的方向彼此垂直，

所述圆极化天线还包括介质件，所述介质件具有贯穿孔，所述探针穿过所述贯穿孔。

5.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括两个连接器，所述两个连接器分别连接到所述两个输入端口，其中，所述连接器为同轴连接器。

6.根据权利要求5所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括底板，所述底板设置在所述金属腔体的所述另一端侧，所述馈电网络板设置在所述底板的一侧上并且位于所述底板与所述金属腔体之间，所述连接器设置在所述底板的与所述一侧背对的一侧上，所述连接器的一端穿过所述底板连接到输入端口。

7.根据权利要求6所述的圆极化天线，其特征在于，所述底板与所述金属腔体之间设置有第一加固连接部分，所述底板与所述连接器之间设置有第二加固连接部分，所述第一加固连接部分与所述第二加固连接部分连接到所述底板的位置不同。

8.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述下辐射层包括主体部和突出部，所述突出部在所述下辐射层的层面方向上从所述主体部的边缘向外延伸。

9.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述金属腔体包括基底部和容纳部，所述中空腔形成在所述容纳部中，所述基底部的横截面面积大于所述容纳部的横截面面积，所述基底部的外表面和所述容纳部的外表面之间形成有台阶结构。

10.一种卫星通信终端，其特征在于，所述卫星通信终端包括根据权利要求1至9中的任一项所述的圆极化天线。

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