CN115133259B

CN115133259B - 紧凑型宽带双圆极化天线

Info

Publication number: CN115133259B
Application number: CN202210908681.6A
Authority: CN
Inventors: 胡南
Original assignee: Beijing Xingyinglian Microwave Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Xingyinglian Microwave Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2042-07-29
Also published as: CN115133259A

Abstract

本发明公开了一种紧凑型宽带双圆极化天线，涉及通信用天线技术领域。所述天线包括由天线下半本体以及天线上半本体固定后构成的天线本体，所述天线本体的水平部分内形成有水平腔体，所述天线本体的垂直部分内形成有垂直腔体，所述水平腔体的两端分别形成有第一端口和第二端口，所述垂直腔体的内端位于所述天线本体的水平部分的中间，且与其垂直，所述垂直腔体的外端形成有第三端口，第一端口和第二端口分别输入为两路线极化波，并通过垂直腔体的作用后合成圆极化波进行输出。所述天线具有结构简单，可工作在毫米波段，且能形成空间相位差等优点。

Description

紧凑型宽带双圆极化天线

技术领域

本发明涉及通信用天线技术领域，尤其涉及一种紧凑型宽带双圆极化天线。

背景技术

圆极化天线在外来强干扰下表现出优异的特性，可降低极化失配导致的极化损耗，抑制雨雾天气和建筑物的多径干扰，并且发射天线和接收天线之间不需要严格的定向，因此广泛应用在卫星通信、移动通信、全球导航卫星等通信系统中。随着通信技术的不断发展，对应用于毫米波频段的紧凑型宽带双圆极化天线及阵列的需求越来越多，但是，现有圆极化天线的结构比较复杂，尺寸较大，不易组阵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种结构简单，可工作在毫米波段，且能形成空间相位差的紧凑型宽带双圆极化天线。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种紧凑型宽带双圆极化天线，其特征在于：包括由天线下半本体以及天线上半本体固定后构成的天线本体，所述天线本体的水平部分内形成有水平腔体，所述天线本体的垂直部分内形成有垂直腔体，所述水平腔体的两端分别形成有第一端口和第二端口，所述垂直腔体的内端位于所述天线本体的水平部分的中间，且与其垂直，所述垂直腔体的外端形成有第三端口，所述第一端口与第三端口之间的水平天线本体内形成有第一水平腔体，所述第二端口与所述第三端口之间的水平天线本体内形成有第二水平腔体，所述第一水平腔体不与所述第二水平腔体相连通，所述垂直腔体通过隔板被分割成多个分垂直腔体，所述分垂直腔体与对应的第一水平腔体以及第二水平腔体相连通，第一端口和第二端口分别输入为两路线极化波，并通过垂直腔体的作用后合成圆极化波进行输出。

进一步的技术方案在于：所述第一水平腔体的外端横截面为矩形，且所述第一水平腔体内侧与所述第一端口相对应的面为一倾斜斜面。

进一步的技术方案在于：所述第二水平腔体包括位于外侧的第一矩形段，位于中间的梯形段以及位于内侧的第二矩形段，所述梯形段内形成有三角形凸块，所述第二矩形段内形成有第一凸块，且所述第一凸块的外侧端面与所述三角形凸块的内侧端面连接，所述第二矩形段的前后侧壁与所述第一凸块的前后侧壁之间以及所述梯形段的前后侧壁与所述三角形凸块的前后侧壁之间保持有距离。

进一步的技术方案在于：所述第一矩形段与所述第二矩形段之间通过所述梯形段进行连接，所述第一矩形段的横截面积小于所述第二矩形段的横截面积，所述三角形凸块的尖端部不延伸至所述第一矩形段内。

进一步的技术方案在于：所述第一水平腔体的内侧端部延伸到所述第一凸块内，使得所述第一水平腔体内侧的端部形成有开口向上的第四端口，所述第一凸块靠近内侧的前后侧壁与所述第二水平腔体之间分别形成有向上的第五端口和第六端口。

进一步的技术方案在于：所述垂直腔体内设置有两个隔板，两个隔板将所述垂直腔体分隔成第一垂直腔体、第二垂直腔体以及第三垂直腔体，所述第一垂直腔体的下端与所述第五端口相连通，所述第二垂直腔体的下端与所述第四端口相连通，所述第三垂直腔体的下端与所述第六端口相连通。

进一步的技术方案在于：所述天线本体水平部分的左右两端分别形成有一个法兰连接部，沿所述法兰连接部的圆周方向上形成有若干个定位孔，所述定位孔内设置有定位销。

进一步的技术方案在于：所述隔板包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板的左侧设置有凸起部，所述第二隔板的右侧设置有凸起部。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请中所述双圆极化天线将两路线极化波合成圆极化波，传输线极化电磁波满足三个条件：空间相位差相差90度、传输相位差相差90度以及两路电磁波的幅度相等，本申请通过两个水平腔体结构以及一个垂直腔体结构实现两路线极化波合成圆极化波的功能，且垂直腔体内设置有隔板，通过隔板将垂直腔体分隔成三个独立的垂直腔体，三个独立的垂直腔体又分别与第一水平腔体以及第二水平腔体相连通，通过以上设置可使所述圆极化天线小型化，可工作在毫米波段，且能形成空间相位差；天线中有两个水平端口，通过隔板结构进行模型变换，用一个天线实现双圆极化特性。此外，所述天线中设置有隔板，使得所述天线的带宽较宽。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1a-图1b是本发明实施例所述双圆极化天线的立体结构示意图；

图2是本发明实施例所述双圆极化天线的剖视结构示意图；

图3是本发明实施例所述双圆极化天线的俯视结构示意图；

图4a-4c是本发明实施例所述双圆极化天线中下半本体的结构示意图；

图5a-5e是本发明实施例所述双圆极化天线中上半本体的结构示意图；

其中：1、天线上半本体；2、天线下半本体；3、垂直腔体；31、第一垂直腔体；32、第二垂直腔体；33、第三垂直腔体；4、第一端口；5、第二端口；6、第三端口；7、第一水平腔体；8、第二水平腔体；81、第一矩形段；82、梯形段；83、第二矩形段；84、三角形凸块；85、第一凸块；9、隔板；91、第一隔板；92、第二隔板；10、法兰连接部；11、定位销。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

总体的，如图1a-1b所示，本发明实施例公开了一种紧凑型宽带双圆极化天线，所述极化天线的整体使用金属材料制作，所述金属材料可以是铜或其他材料。所述极化天线整体包括两部分：天线下半本体2以及天线上半本体1，天线下半本体2以及天线上半本体1通过螺钉固定到一起，固定后构成的天线本体，构成天线本体整体包括两个包括，水平部分和垂直部分，所述天线本体的水平部分内形成有水平腔体，所述天线本体的垂直部分内形成有垂直腔体3，所述天线本体的垂直部分的整体为矩形结构。

如图2，以及图4a-图4c所示，进一步的，所述水平腔体的两端分别形成有第一端口4和第二端口5，所述垂直腔体3的内端位于所述天线本体的水平部分的中间，且与其垂直。所述垂直腔体3的外端形成有第三端口6，所述第一端口4与第三端口6之间的水平天线本体内形成有第一水平腔体7，所述第二端口5与所述第三端口6之间的水平天线本体内形成有第二水平腔体8。

如图4a-图4c所示，所述第一水平腔体7不与所述第二水平腔体8相连通，也就是说两个腔体之间是相互独立的，所述垂直腔体3通过隔板9被分割成多个分垂直腔体，所述分垂直腔体与对应的第一水平腔体7以及第二水平腔体8相连通，第一端口4和第二端口5分别输入两路线极化电磁波，并通过垂直腔体3的作用后合成圆极化电磁波进行输出。

进一步的，为了方便将两路线极化波合成一路圆极化波，如图4a-图4c所示，所述第一水平腔体7的外端横截面为矩形，且所述第一水平腔体7内侧与所述第一端口相对应的面为一倾斜斜面。

如图4a-图4c所示，进一步的，所述第二水平腔体8包括位于外侧的第一矩形段81，位于中间的梯形段82以及位于内侧的第二矩形段83，所述梯形段82内形成有三角形凸块84，所述第二矩形段83内形成有第一凸块85，且所述第一凸块85的外侧端面与所述三角形凸块84的内侧端面连接，所述第二矩形段83的前后侧壁与所述第一凸块85的前后侧壁之间以及所述梯形段的前后侧壁与所述三角形凸块84的前后侧壁之间保持有距离。

进一步的，如图4a-图4c所示，所述第一矩形段81与所述第二矩形段83之间通过所述梯形段82进行连接，所述第一矩形段81的横截面积小于所述第二矩形段83的横截面积，所述三角形凸块84的尖端部不延伸至所述第一矩形段81内。

所述第一水平腔体7的内侧端部延伸到所述第一凸块85内，使得所述第一水平腔体7内侧的端部形成有开口向上的第四端口，所述第一凸块85靠近内侧的前后侧壁与所述第二水平腔体8之间分别形成有向上的第五端口和第六端口。从图中可以看出，本申请中，在前后方向上，第四端口、第五端口以及第六端口具有重叠。

进一步的，如图5a-5e所示，所述垂直腔体3内设置有两个隔板9，两个隔板9将所述垂直腔体分隔成第一垂直腔体31、第二垂直腔体32以及第三垂直腔体33，所述第一垂直腔体33的下端与所述第五端口相连通，所述第二垂直腔体32的下端与所述第四端口相连通，所述第三垂直腔体33的下端与所述第六端口相连通。此外，为了更好的对电磁波进行处理，所述隔板包括第一隔板91和第二隔板92，所述第一隔板91的左侧设置有凸起部，所述第二隔板92的右侧设置有凸起部，需要说明的是，两者的具体形式还可以为其他形式。

此外，为了方便所述天线与其他零部件进行连接，所述天线本体水平部分的左右两端分别形成有一个法兰连接部10，沿所述法兰连接部10的圆周方向上形成有若干个定位孔，所述定位孔内设置有定位销11。

综上，本申请中所述双圆极化天线将两路线极化波合成圆极化波，传输线极化电磁波满足三个条件：空间相位差相差90度、传输相位差相差90度以及两路电磁波的幅度相等，本申请通过两个水平腔体结构以及一个垂直腔体结构实现两路线极化波合成圆极化波的功能，且垂直腔体内设置有隔板，通过隔板将垂直腔体分隔成三个独立的垂直腔体，三个独立的垂直腔体又分别与第一水平腔体以及第二水平腔体相连通，通过以上设置可使所述圆极化天线小型化，可工作在毫米波段，且能形成空间相位差；天线中有两个水平端口，通过隔板结构进行模型变换，用一个天线实现双圆极化特性。此外，所述天线中设置有隔板，使得所述天线的带宽较宽。

Claims

1.一种紧凑型宽带双圆极化天线，其特征在于：包括由天线下半本体（2）以及天线上半本体（1）固定后构成的天线本体，所述天线本体的水平部分内形成有水平腔体，所述天线本体的垂直部分内形成有垂直腔体（3），所述水平腔体的两端分别形成有第一端口（4）和第二端口（5），所述垂直腔体（3）的内端位于所述天线本体的水平部分的中间且与其垂直，所述垂直腔体（3）的外端形成有第三端口（6），所述第一端口（4）与第三端口（6）之间的水平天线本体内形成有第一水平腔体（7），所述第二端口（5）与所述第三端口（6）之间的水平天线本体内形成有第二水平腔体（8），所述第一水平腔体（7）不与所述第二水平腔体（8）相连通，所述垂直腔体（3）通过隔板（9）被分割成多个分垂直腔体，所述分垂直腔体与对应的第一水平腔体（7）以及第二水平腔体（8）相连通，第一端口（4）和第二端口（5）分别输入两路线极化电磁波，并通过垂直腔体（3）的作用后合成圆极化电磁波进行输出；

所述第二水平腔体（8）包括位于外侧的第一矩形段（81），位于中间的梯形段（82）以及位于内侧的第二矩形段（83），所述梯形段（82）内形成有三角形凸块（84），所述第二矩形段（83）内形成有第一凸块（85），且所述第一凸块（85）的外侧端面与所述三角形凸块（84）的内侧端面连接，所述第二矩形段（83）的前后侧壁与所述第一凸块（85）的前后侧壁之间以及所述梯形段的前后侧壁与所述三角形凸块（84）的前后侧壁之间保持有距离；

所述第一水平腔体（7）的外端横截面为矩形，且所述第一水平腔体（7）内侧与所述第一端口相对应的面为一倾斜斜面；所述第一矩形段（81）与所述第二矩形段（83）之间通过所述梯形段（82）进行连接，所述第一矩形段（81）的横截面积小于所述第二矩形段（83）的横截面积，所述三角形凸块（84）的尖端部不延伸至所述第一矩形段（81）内；所述第一水平腔体（7）的内侧端部延伸到所述第一凸块（85）内，使得所述第一水平腔体（7）内侧的端部形成有开口向上的第四端口，所述第一凸块（85）靠近内侧的前后侧壁与所述第二水平腔体（8）之间分别形成有向上的第五端口和第六端口；所述垂直腔体（3）内设置有两个隔板（9），两个隔板（9）将所述垂直腔体分隔成第一垂直腔体（31）、第二垂直腔体（32）以及第三垂直腔体（33），所述第一垂直腔体（33）的下端与所述第五端口相连通，所述第二垂直腔体（32）的下端与所述第四端口相连通，所述第三垂直腔体（33）的下端与所述第六端口相连通。

2.如权利要求1所述的紧凑型宽带双圆极化天线，其特征在于：所述天线本体水平部分的左右两端分别形成有一个法兰连接部（10），沿所述法兰连接部（10）的圆周方向上形成有若干个定位孔，所述定位孔内设置有定位销（11）。

3.如权利要求1所述的紧凑型宽带双圆极化天线，其特征在于：所述隔板包括第一隔板（91）和第二隔板（92），所述第一隔板（91）的左侧设置有凸起部，所述第二隔板（92）的右侧设置有凸起部。

4.如权利要求1所述的紧凑型宽带双圆极化天线，其特征在于：所述天线本体使用金属材料进行制作。

5.如权利要求1所述的紧凑型宽带双圆极化天线，其特征在于：所述天线本体的垂直部分的整体为矩形结构。