CN113540769A - 一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，包括馈源以及至少一个以上的龙伯球透镜，所述龙伯球透镜放置于馈源上并依次间隔排列；所述馈源上设置有若干个子馈源单元，所述子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络；所述子馈源单元由通过导线相连的若干个微带辐射器构成，且每两个相邻的微带辐射器)间距相同；本发明中，馈源上设置有若干个子馈源单元，子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络；同时通过馈源以及龙伯球透镜组合而成，具有了高增益、低副瓣和高交叉极化比的特性。

Description

一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线
技术领域
本发明涉及阵列天线技术领域，尤其涉及一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线。
背景技术
天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置。
就目前天线通信知识和技术的迅速发展，以及国际上对天线的诸多研究方向的提出，都促使了新型天线的诞生。阵列天线就是研究的一种方向，阵列天线是一类由不少于两个天线单元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的特殊天线，所谓阵列天线不是简单的将天线排成我们所熟悉的阵列的样子，而是它的构成是阵列形式的。就发射天线来说，简单的辐射源比如点源，对称振子源是常见的构成阵列天线的辐射源。它们按照直线或者更复杂的形式，根据天线馈电电流，间距，电长度等不同参数来构成阵列，以获取最好的辐射方向性.这就是阵列天线的魅力所在，它可以根据需要来调节辐射的方向性能。由此产生出了诸如现代移动通信中使用的智能天线等。
按单元排列可将阵列分为线阵和面阵，最常用的线阵是各单元的中心依次等距排列在一直线上的直线阵。线阵的各单元也有不等距排列的，各单元中心也可以不排列在一直线上，例如排列在圆周上。多个直线阵在某一平面上按一定间隔排列就构成平面阵，若各单元的中心排列在球面上就构成球面阵。
天线阵按辐射图形的指向可分为侧射天线阵、端射天线阵和既非侧射又非端射的天线阵。侧射天线阵是最大辐射方向指向阵轴或阵面垂直方向的天线阵；端射天线阵是最大辐射方向指向阵轴方向的天线阵；最大辐射方向指向其他方向的天线阵为既非侧射又非端射的天线阵。
阵列天线的辐射电磁场是组成该天线阵各单元辐射场的总和(矢量和)。由于各单元的位置和馈电电流的振幅和相位均可以独立调整，这就使阵列天线具有各种不同的功能，这些功能是单个天线无法实现的。
虽然阵列天线应用前景很广，但是阵列天线在应用的过程中，具有以下问题：
1)、副瓣电平高，阵列天线应用于卫星通信，高副瓣电平会导致对临近卫星的干扰。
2)、交叉极化比低，交叉极化比低会导致天线使用时的收发天线的隔离度。
申请号为“CN201110300324.3”的发明专利公开了一种龙伯透镜天线，包括超材料龙伯球以及设置在超材料龙伯球表面上的馈源，所述超材料龙伯球由多个相互平行的超材料平板叠加形成，每一超材料平板包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造微结构，所述馈源与球心的连线垂直超材料平板，所述超材料龙伯球上相同极半径处的折射率相同，整个超材料龙伯球的折射率分布规律满足传统的龙伯球要求，但是该专利方案并未解决副瓣电平高、交叉极化比低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，以解决现有的阵列天线副瓣电平高、交叉极化比低的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，包括馈源以及至少一个以上的龙伯球透镜，所述龙伯球透镜放置于馈源上并依次间隔排列；
所述馈源上设置有若干个子馈源单元，所述子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络。
馈源上设置有若干个子馈源单元，子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络；同时通过馈源以及龙伯球透镜组合而成，具有了高增益、低副瓣和高交叉极化比的特性。
作为本发明进一步的方案：所述子馈源单元由通过导线相连的若干个微带辐射器构成，且每两个相邻的微带辐射器间距相同。
作为本发明进一步的方案：所述子馈源单元包括第一子馈源单元、第二子馈源单元、第三子馈源单元、第四子馈源单元；其中，
所述第一子馈源单元为两个微带辐射器并联且通过导线电性相连构成，
所述第二子馈源单元由第一子馈源单元与第三个微带辐射器并联且通过导线电性相连构成；
所述第三子馈源单元由第四子馈源单元与第四个微带辐射器并联且通过导线电性相连构成；
所述第四子馈源单元由两个微带辐射器并联且通过导线电性相连构成；
同时所述第二子馈源单元与微带辐射器并联且通过导线电性相连。
所述微带辐射器的数量为六个依次排列成“一字型”，且间距与龙伯球透镜的直径相同。
作为本发明进一步的方案：所述龙伯球透镜的数量与微带辐射器的数量相同，若干个龙伯球透镜依次均匀排列。
作为本发明进一步的方案：所述馈电网络采用不等功分设计。
作为本发明进一步的方案：左侧的三个微带辐射器和右侧三个微带辐射器采用°反相馈电设计，可有效提高交叉极化比。
本发明的优点在于：
1、本发明中，馈源上设置有若干个子馈源单元，子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络；同时通过馈源以及龙伯球透镜组合而成，具有了高增益、低副瓣和高交叉极化比的特性。
2、本发明中，对于馈电网络进行不等功分设计，可以降低该阵列天线的副瓣，时对馈电网络进行幅度加窗和180°反相馈电设计，进一步降低了天线的副瓣和提高了天线的交叉极化比。
3、本发明中采用馈源1上放置六个龙伯球透镜2，可以实现：
3.1、高增益：在80mm*480mm口径范围内，增益可达到26.5dB；
3.2、低副瓣：传统未经优化设计的阵列天线副瓣一般为-13.5dB，本阵列天线的副瓣可以达到-18dB，且对增益的影响不到0.1dB；
3.3.高交叉极化比：该阵列天线在设计带宽内的交叉极化比均小于-40dB，属高交叉极化比。
附图说明
图1为本发明实施例中龙波透镜阵列图。
图2为本发明实施例中馈源的俯视图。
图3为本发明实施例中GainPhi方向图。
图4为本发明实施例中GainTheta方向图。
图中，1-馈源，101-第一子馈源单元，102-第二子馈源单元，103-第三子馈源单元，104-第四子馈源单元，1011-微带辐射器，2-龙伯球透镜。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1，一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，包括馈源1以及至少一个以上的龙伯球透镜2，所述龙伯球透镜2放置于馈源1上并依次间隔排列。
如图2，进一步的，所述馈源1的俯视图为四角为弧形的四边形形状，且两条长边的中部向着馈源1中心点挖空梯形形状，所述馈源1上设置有若干个子馈源单元，所述子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络，所述子馈源单元由通过导线相连的若干个微带辐射器1011构成，且每两个相邻的微带辐射器1011间距相同。
本实施例中，所述子馈源单元数量为四个，分别为括第一子馈源单元101、第二子馈源单元102、第三子馈源单元103、第四子馈源单元104，其中，
所述第一子馈源单元101为两个微带辐射器1011并联且通过导线电性相连构成，
所述第二子馈源单元102由第一子馈源单元101与第三个微带辐射器1011并联且通过导线电性相连构成；
所述第三子馈源单元103由第四子馈源单元104与第四个微带辐射器1011并联且通过导线电性相连构成；
所述第四子馈源单元104由两个微带辐射器1011并联且通过导线电性相连构成；
同时所述第二子馈源单元102与微带辐射器1011并联且通过导线电性相连。
图2中，所述微带辐射器1011的数量为六个依次排列成“一字型”，且微带辐射器1011中心点的间距与龙伯球透镜2的直径相同。
进一步的，本实施例中，所述龙伯球透镜2的数量与微带辐射器1011的数量相同，所述龙伯球透镜2的数量也为六个，若干个龙伯球透镜2依次均匀排列；本实施例中采2的直径为80mm，因此每两个微带辐射器1011之间中心点的间距也是80mm。
本实施例中，六个龙伯球透镜2对应六个微带辐射器1011，通过对六个微带辐射器1011进行并联馈电设计，可提升副瓣性能。
需要说明的是，本实施例中，对于馈电网络进行不等功分设计，可以降低该阵列天线的副瓣，同时左侧的三个微带辐射器1011和右侧三个微带辐射器1011采用180°反相馈电设计，可有效提高交叉极化比。
其中，不等功分设计为现有技术，主要是根据一维泰勒权系数，计算出不同位置微带辐射器1011的功率分配比，再将这个功率分配比加入到馈电网络中，馈电网络中不同的线宽对应不同的功率。
如图3及图4所示，通过仿真实验得到图3及图4，其中，θ为俯仰角，φ角为方位角，图3中，上端的曲线φ＝0°，下端的曲线φ＝90°；图4中上端的曲线φ＝0°，下端的曲线φ＝90°；通过图3及图4可以看出，本发明由于加了龙伯透镜球2，增益大幅度提高，且具有-18.7dB的超低副瓣，同时具有-51.8dB的高交叉极化比。
示例性的，本发明采用馈源1上放置六个龙伯球透镜2，可以实现：
高增益：在80mm*480mm口径范围内，增益可达到26.5dB；
低副瓣：传统未经优化设计的阵列天线副瓣一般为-13.5dB，本阵列天线的副瓣可以达到-18dB，且对增益的影响不到0.1dB；
高交叉极化比：该阵列天线在设计带宽内的交叉极化比均小于-40dB，属高交叉极化比。
工作原理：本发明通过在馈源1上放置若干个龙伯球透镜2，且馈源1上设置有若干个微带辐射器1011组成的馈电网络，使副瓣可以达到-18dB，且对增益的影响不到0.1dB；同时本发明在设计带宽内的交叉极化比均小于-40dB，属高交叉极化比，大幅提高了天线的增益，同时对馈电网络进行幅度加窗和180°反相馈电设计，进一步降低了天线的副瓣和提高了天线的交叉极化比。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，包括馈源(1)以及至少一个以上的龙伯球透镜(2)，所述龙伯球透镜(2)放置于馈源(1)上，并依次间隔排列；
所述馈源(1)上设置有若干个子馈源单元，所述子馈源单元依次通过导线相连组成一个馈电网络。
2.根据权利要求1所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，所述子馈源单元由通过导线相连的若干个微带辐射器(1011)构成，且每两个相邻的微带辐射器(1011)间距相同。
3.根据权利要求2所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，所述子馈源单元包括第一子馈源单元(101)、第二子馈源单元(102)、第三子馈源单元(103)、第四子馈源单元(104)，其中，
所述第一子馈源单元(101)为两个微带辐射器(1011)并联且通过导线电性相连构成；
所述第二子馈源单元(102)由第一子馈源单元(101)与第三个微带辐射器(1011)并联且通过导线电性相连构成；
所述第三子馈源单元(103)由第四子馈源单元(104)与第四个微带辐射器(1011)并联且通过导线电性相连构成；
所述第四子馈源单元(104)由两个微带辐射器(1011)并联且通过导线电性相连构成；
同时所述第二子馈源单元(102)与微带辐射器(1011)并联且通过导线电性相连。
4.根据权利要求1-3任一所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，所述微带辐射器(1011)依次排列成“一字型”。
5.根据权利要求1-3任一所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，每两个微带辐射器(1011)之间的间距与龙伯球透镜(2)的直径相同。
6.根据权利要求1-3任一所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，所述龙伯球透镜(2)的数量与微带辐射器(1011)的数量相同，若干个龙伯球透镜(2)依次均匀排列。
7.根据权利要求3所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，所述馈电网络采用不等功分设计。
8.根据权利要求1-3任一所述的低副瓣高交叉极化龙伯透镜阵列天线，其特征在于，所述馈源(1)上的微带辐射器(1011)采用180°反相馈电设计。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101483278A (zh) * 2008-01-09 2009-07-15 连展科技电子（昆山）有限公司 组合式阵列天线
CN101982899A (zh) * 2010-09-08 2011-03-02 上海大学 S/x双波段双极化微带振子/叠层贴片天线阵
CN104810612A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 江苏拓元科技发展有限公司 适于便携式气象卫星接收机的高增益低副瓣微带阵列天线
US20160006132A1 (en) * 2014-07-04 2016-01-07 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Dual-feed dual-polarization high directivity array antenna system
CN108666743A (zh) * 2018-04-16 2018-10-16 浙江大学 采用交叉极化抑制方法设计的正交极化平面阵列天线
JP2019024170A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 株式会社村田製作所 誘電体レンズアンテナ装置
CN209282412U (zh) * 2018-11-15 2019-08-20 华南理工大学 一种具有稳定波束宽度和低副瓣的宽带天线阵列馈电网络
KR102018083B1 (ko) * 2018-04-25 2019-09-04 성균관대학교산학협력단 광대역 패치 어레이 안테나 장치
CN210040509U (zh) * 2019-06-27 2020-02-07 合肥若森智能科技有限公司 一种龙伯透镜阵列及卫星天线
CN110890629A (zh) * 2019-12-12 2020-03-17 电子科技大学 一种低剖面宽角扫描的全金属多波束透镜天线

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101483278A (zh) * 2008-01-09 2009-07-15 连展科技电子（昆山）有限公司 组合式阵列天线
CN101982899A (zh) * 2010-09-08 2011-03-02 上海大学 S/x双波段双极化微带振子/叠层贴片天线阵
US20160006132A1 (en) * 2014-07-04 2016-01-07 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Dual-feed dual-polarization high directivity array antenna system
CN104810612A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 江苏拓元科技发展有限公司 适于便携式气象卫星接收机的高增益低副瓣微带阵列天线
JP2019024170A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 株式会社村田製作所 誘電体レンズアンテナ装置
CN108666743A (zh) * 2018-04-16 2018-10-16 浙江大学 采用交叉极化抑制方法设计的正交极化平面阵列天线
KR102018083B1 (ko) * 2018-04-25 2019-09-04 성균관대학교산학협력단 광대역 패치 어레이 안테나 장치
CN209282412U (zh) * 2018-11-15 2019-08-20 华南理工大学 一种具有稳定波束宽度和低副瓣的宽带天线阵列馈电网络
CN210040509U (zh) * 2019-06-27 2020-02-07 合肥若森智能科技有限公司 一种龙伯透镜阵列及卫星天线
CN110890629A (zh) * 2019-12-12 2020-03-17 电子科技大学 一种低剖面宽角扫描的全金属多波束透镜天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HSIAO-NING WANG ET AL.: "A Dielectric Lens Antenna Feeding with Microstrip Patch Antennas for 77GHz Long Range Radar Application", 《2012 ASIA PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE PROCEEDINGS》, 28 January 2013 (2013-01-28) *
桂万如等: "基于龙伯透镜的低剖面阵列天线", 《数字通信世界》, 31 January 2020 (2020-01-31) *

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