CN201570581U - 一种超宽带圆极化天线 - Google Patents

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李高升
周东明
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Abstract

本实用新型提供一种超宽带圆极化天线，由平面辐射器、反射腔、馈电巴伦、吸波材料和馈电端口组成。平面辐射器由阿基米德螺旋状铜线附着在介质板上组成；反射腔是一端封闭的空心圆柱体，其开口端覆盖平面辐射器，其内壁覆盖吸波材料，吸波材料垂直于圆柱体中轴线的切面呈连续劈尖形状，位于反射腔底部的吸波材料呈圆台状；馈电巴伦是宽度渐变的平板，位于反射腔中轴线，连接平面辐射器和反射腔底部的馈电端口。上述天线的微波馈电和吸波结构，可解决现有阿基米德螺旋天线后向辐射大、宽带匹配性能差、辐射效率低的问题。

Description

一种超宽带圆极化天线
技术领域
本实用新型涉及一种天线，特别是一种超宽带圆极化天线。
背景技术
超宽带雷达系统发射和接收的电磁信号具有信息量大、抗干扰能力强、频谱容量大等特点，在现代社会无论是军事还是民用领域都得到了广泛应用。天线是超宽带雷达系统收发信号的关键性部件之一，天线的性能将直接影响整个超宽带雷达系统的探测分辨率、定位精度以及目标识别水平和通信质量。圆极化天线可以实现目标或载体运动状态下电磁信号的良好收发。此外，借助于成对的旋向相反的圆极化天线，可以获得交叉极化信息，为目标识别提供极化方面的有效信息。
目前常用的圆极化天线形式包括轴向模螺旋天线、波导缝隙圆极化天线、平行板圆极化器和阿基米德平面螺旋天线等。其中，轴向模螺旋天线结构简单，但难以实现宽频带；波导缝隙圆极化天线馈电复杂，重量大，带宽较窄；平行板圆极化器作为初级馈源的旋转抛物面或柱面反射器圆极化天线，结构复杂，调整困难，体积较大；阿基米德平面螺旋天线结构紧凑，尺寸小，重量轻，得到了较为广泛的应用。目前在阿基米德螺旋天线设计方面存在的问题主要在于超宽频带范围内的馈电和匹配结构设计与实现比较困难，难以保证在超宽频带范围内天线方向性、阻抗特性、轴比特性的基本恒定和较小起伏。此外，天线后向辐射抑制效果不佳，导致效率较低。目前尚未检索到较为通用和有效的解决上述难题的方法。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种超宽带圆极化天线，该天线的微波馈电和吸波结构，可解决现有阿基米德螺旋天线后向辐射大、宽带匹配性能差、辐射效率低的问题。
本实用新型的技术方案是：一种超宽带圆极化天线，由平面辐射器、反射腔、馈电巴伦、吸波材料和馈电端口组成。平面辐射器由阿基米德螺旋状铜线附着在介质板上组成；反射腔是一端封闭的空心圆柱体，其开口端覆盖平面辐射器，其内壁覆盖吸波材料；吸波材料垂直于圆柱体中轴线的切面呈连续劈尖形状，位于反射腔底部的吸波材料呈圆台状；馈电巴伦是宽度渐变的平板，位于反射腔内的中轴线处，其两端分别连接平面辐射器和反射腔底部的馈电端口。
本实用新型的有益效果为：
利用本实用新型提供的超宽带圆极化天线，根据实际应用的超宽带雷达系统和信息处理系统的需求，选择相应的馈电巴伦参数，可实现超宽频带内的良好馈电；选择相应的平面辐射器的电参数和吸波材料布设参数，可提高天线的辐射效率。
本实用新型提供的超宽带圆极化天线，其平面辐射器、反射腔的侧壁及底部，辐射或吸收的电磁波方向均不相同，因此对平行极化电磁波、垂直极化电磁波均可实现良好的吸收效果。反射腔内部吸波材料的尖劈结构设置，使电磁波在尖劈夹角间发生多次反射，从而进一步增强吸收效果。
附图说明
图1为本实用新型一实施方式所提供天线的侧视剖面图；
图2为本实用新型一实施方式所提供天线的平面辐射器俯视图；
图3为本实用新型一实施方式所提供天线的反射腔横切面俯视图；
图4为本实用新型一实施方式所提供天线的的馈电巴伦侧视图。
各图中标号含义是：1、平面辐射器；2、反射腔；3、馈电巴伦；4、吸波材料；5、馈电端口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一实施方式进行详细说明。
图1为本实用新型一实施方式所提供天线的侧视剖面图。该超宽带圆极化天线，由平面辐射器1、反射腔2、馈电巴伦3、吸波材料4和馈电端口5组成。平面辐射器1由阿基米德螺旋状铜线附着在介质板上组成；反射腔2选用铝合金材料制成，是一端封闭的空心圆柱体，其开口端覆盖平面辐射器1，其内壁覆盖吸波材料4；吸波材料4垂直于圆柱体中轴线的切面呈连续劈尖形状，而位于反射腔底部的吸波材料呈圆台状；馈电巴伦3由介质材料制成，是宽度渐变的平板，位于反射腔2内的中轴线处，两端分别连接平面辐射器1和反射腔2底部的馈电端口5。
图2为本实用新型一实施方式所提供天线的平面辐射器俯视图。如图所示，平面辐射器1是由阿基米德螺旋状的铜线附着在介质板上组成，介质板是直径与螺旋天线最大直径相同的圆盘。
图3为本实用新型一实施方式所提供天线的反射腔俯视横切面图。如图所示，反射腔2内壁覆盖吸波材料4呈连续劈尖形状，整个圆周范围内设置了12个尖劈，馈电巴伦3位于反射腔2的中轴线上。
图4为本实用新型一实施方式所提供天线的的馈电巴伦侧视图。如图所示，馈电巴伦3是宽度渐变的平板，上端接平面辐射器1，下端接馈电端口5，其上端的宽度大于下端的宽度。

Claims (2)

1.一种超宽带圆极化天线，由平面辐射器(1)、反射腔(2)、馈电巴伦(3)、吸波材料(4)和馈电端口(5)组成；平面辐射器(1)由阿基米德螺旋状铜线附着在介质板上组成；反射腔(2)是一端封闭的空心圆柱体，其开口端覆盖平面辐射器，其内壁覆盖吸波材料(4)；吸波材料(4)垂直于圆柱体中轴线的切面呈连续劈尖形状，位于反射腔底部的吸波材料呈圆台状；馈电巴伦(3)是宽度渐变的平板，位于反射腔(2)内的中轴线处，其两端分别连接平面辐射器(1)和反射腔(2)底部的馈电端口(5)。
2.根据权利要求1所述的超宽带圆极化天线，其特征在于馈电巴伦(3)上端接平面辐射器(1)，下端接馈电端口(5)，其上端的宽度大于下端的宽度。
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