CN202949040U - 起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线 - Google Patents

起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线 Download PDF

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Abstract

一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，包括，馈电探针(1)和径向线波导(2)，其中径向线波导(2)由下层金属底板(4)、上层缝隙阵列天线(3)和中间慢波材料层(5)组成，其特征在于：该天线为单层结构；缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，用于辐射径向线波导中传播的能量；控制径向线波导的高度(d)使其只传播TEM模式的电磁波；馈电探针(1)为金属探针，所产生的TEM模式的电磁波在径向线波导(2)中由中心位置向四周传播。

Description

起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线
技术领域
本实用新型是对接收直播卫星电视节目的现有的径向缝隙天线的改进，具体涉及一种距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，主要是缩小了起始缝隙距离中心位置的距离ρmin，这样可以进一步提高相同设计面积下天线的增益。
背景技术
径向缝隙天线由于其高增益和高效率受到广泛的关注，在国外已经广泛应用，方便着人们的日常生活。自从径向缝隙天线提出以后，引起了很多国家的研究，东京工业大学在20世纪80年关于接收卫星电视节目申请了径向缝隙天线的专利，为径向缝隙天线迈向商业化走了关键的一步，但是直到现在东京工业大学还在做这方面的研究；澳大利亚、西班牙等国家已经并且正在做此领域的研究工作并取得了很好的成绩。径向缝隙天线有单层结构和双层结构，圆极化、线极化和双圆极化等，采用了均匀的缝隙长度和非均匀的缝隙长度的缝隙设计方式来实现均匀辐射，但是这些设计都有都是通过增大天线的面积以增加缝隙的数目来提高增益，这使得天线体积大、浪费原材料。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提出的一种新的技术方案，即研究在相同面积的情况下，通过调整起始缝隙距离中心的位置来实现增大天线增益。本实用新型是这样实现的：
一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，包括，馈电探针1和径向线波导2，其中径向线波导2由下层金属底板4、上层缝隙阵列天线3和中间慢波材料层5组成，其特征在于：该天线为单层结构；缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，用于辐射径向线波导中传播的能量；控制径向线波导的高度d使其只传播TEM模式的电磁波；馈电探针1为金属探针，所产生的TEM模式的电磁波在径向线波导2中由中心位置向四周传播。
其中，第一个缝隙距离中心的位置小于一个波导波长；缝隙长度自内而外逐渐变大，每条径向线上缝隙的距离Sρ保持不变，在螺旋线上相邻的两对缝隙之间的间距Sφ可以取任意值。
其中，起始缝隙距离中心的距离ρmin小于一个波导波长24.3mm，该圆极化径向缝隙天线缝隙阵缝隙的长度由7.6mm逐渐增加到11.6mm，在每循环一周内该缝隙的长度保持不变。
其中，每条径向线上缝隙的间距Sρ为24.3mm。
其中，采用SMA接头的馈电探针产生所需模型的电磁波，在馈电探针和径向线波导的衔接处留有比SMA接头介质直径稍大的空气腔。
附图说明
图1起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线结构示意图；
图2起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线位置示意图。
具体实施方式
实施例1
一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，该天线设计是针对直播卫星(DBS，Direct Broadcast Satellite)的电视节目，设计频率为11.7GHz～12.2GHz，整体结构如图1所示，包括馈电探针1和径向线波导2，其中径向线波导2由下层金属底板4、上层缝隙阵列天线3和中间慢波材料层5组成。采用单层设计结构，缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，形成径向线波导的上层导电面，用于辐射径向线波导中传播的能量，慢波材料层位于径向线波导的中间，起支撑和抑制栅瓣的作用，下层金属底板由导电性较好的材料如铝制成，控制径向线波导的高度d使其只传播TEM模式的电磁波，馈电探针采用SMA接头，产生TEM模式的电磁波沿径向线方向通过缝隙向外传播。
其中，第一个缝隙距离中心的位置小于一个波导波长，缝隙长度自内而外逐渐变大，每条径向线上缝隙的距离Sρ保持不变，在螺旋线上相邻的两对缝隙之间的间距Sφ可以取任意值。起始缝隙距离中心的距离ρmin为22mm，该圆极化径向缝隙天线缝隙阵缝隙的长度由7.6mm逐渐增加到11.6mm，在每循环一周内该缝隙的长度保持不变。每条径向线上缝隙的间距Sρ为24.3mm。采用SMA接头的馈电探针产生所需模式的电磁波，在馈电探针和径向线波导的衔接处留有比SMA接头介质直径稍大的空气腔。
实施例2
一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，该天线设计是针对直播卫星(DBS，Direct Broadcast Satellite)的电视节目，设计频率为11.7GHz～12.2GHz，整体结构如图1所示，包括馈电探针1和径向线波导2，其中径向线波导2由下层金属底板4、上层缝隙阵列天线3和中间慢波材料层5组成。采用单层设计结构，缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，形成径向线波导的上层导电面，用于辐射径向线波导中传播的能量，慢波材料层位于径向线波导的中间，起支撑和抑制栅瓣的作用，下层金属底板由导电性较好的材料如铝制成，控制径向线波导的高度d使其只传播TEM模式的电磁波，馈电探针采用SMA接头，产生TEM模式的电磁波沿径向线方向通过缝隙向外传播。
其中，第一个缝隙距离中心的位置小于一个波导波长，缝隙长度自内而外逐渐变大，每条径向线上缝隙的距离Sρ保持不变，在螺旋线上相邻的两对缝隙之间的间距Sφ可以取任意值。起始缝隙距离中心的距离ρmin为23mm，该圆极化径向缝隙天线缝隙阵缝隙的长度由7.6mm逐渐增加到11.6mm，在每循环一周内该缝隙的长度保持不变。每条径向线上缝隙的间距Sρ为24.3mm。采用SMA接头的馈电探针产生所需模式的电磁波，在馈电探针和径向线波导的衔接处留有比SMA接头介质直径稍大的空气腔。
实施例3
一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，该天线设计是针对直播卫星(DBS，Direct Broadcast Satellite)的电视节目，设计频率为11.7GHz～12.2GHz，整体结构如图1所示，包括馈电探针1和径向线波导2，其中径向线波导2由下层金属底板4、上层缝隙阵列天线3和中间慢波材料层5组成。采用单层设计结构，缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，形成径向线波导的上层导电面，用于辐射径向线波导中传播的能量，慢波材料层位于径向线波导的中间，起支撑和抑制栅瓣的作用，下层金属底板由导电性较好的材料如铝制成，控制径向线波导的高度d使其只传播TEM模式的电磁波，馈电探针采用SMA接头，产生TEM模式的电磁波沿径向线方向通过缝隙向外传播。
其中，第一个缝隙距离中心的位置小于一个波导波长，缝隙长度自内而外逐渐变大，每条径向线上缝隙的距离Sρ保持不变，在螺旋线上相邻的两对缝隙之间的间距Sφ可以取任意值。起始缝隙距离中心的距离ρmin为22.5mm，该圆极化径向缝隙天线缝隙阵缝隙的长度由7.6mm逐渐增加到11.6mm，在每循环一周内该缝隙的长度保持不变。每条径向线上缝隙的间距Sρ为24.3mm。采用SMA接头的馈电探针产生所需模式的电磁波，在馈电探针和径向线波导的衔接处留有比SMA接头介质直径稍大的空气腔。
实施例4
一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，该天线设计是针对直播卫星(DBS，Direct Broadcast Satellite)的电视节目，设计频率为11.7GHz～12.2GHz，整体结构如图1所示，包括馈电探针1和径向线波导2，其中径向线波导2由下层金属底板4、上层缝隙阵列天线3和中间慢波材料层5组成。采用单层设计结构，缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，形成径向线波导的上层导电面，用于辐射径向线波导中传播的能量，慢波材料层位于径向线波导的中间，起支撑和抑制栅瓣的作用，下层金属底板由导电性较好的材料如铝制成，控制径向线波导的高度d使其只传播TEM模式的电磁波，馈电探针采用SMA接头，产生TEM模式的电磁波沿径向线方向通过缝隙向外传播。
其中，第一个缝隙距离中心的位置小于一个波导波长，缝隙长度自内而外逐渐变大，每条径向线上缝隙的距离Sρ保持不变，在螺旋线上相邻的两对缝隙之间的间距Sφ可以取任意值。起始缝隙距离中心的距离ρmin为24mm，该圆极化径向缝隙天线缝隙阵缝隙的长度由7.6mm逐渐增加到11.6mm，在每循环一周内该缝隙的长度保持不变。每条径向线上缝隙的间距Sρ为24.3mm。采用SMA接头的馈电探针产生所需模式的电磁波，在馈电探针和径向线波导的衔接处留有比SMA接头介质直径稍大的空气腔。

Claims (5)

1.一种起始缝隙距离中心小于一个波导波长的圆极化径向缝隙天线，包括，馈电探针(1)和径向线波导(2)，其中径向线波导(2)由下层金属底板(4)、上层缝隙阵列天线(3)和中间慢波材料层(5)组成，其特征在于：该天线为单层结构；缝隙阵列天线位于径向线波导的上表面，用于辐射径向线波导中传播的能量；控制径向线波导的高度d使其只传播TEM模式的电磁波；馈电探针(1)为金属探针，所产生的TEM模式的电磁波在径向线波导(2)中由中心位置向四周传播。 
2.根据权利要求1所述的圆极化径向缝隙天线，其特征在于，起始缝隙距离中心的位置小于一个波导波长；缝隙长度自内而外逐渐变大，每条径向线上缝隙的距离Sρ保持不变，在螺旋线上相邻的两对缝隙之间的间距Sφ可以取任意值。 
3.根据权利要求1或2所述的圆极化径向缝隙天线，其特征在于，起始缝隙距离中心的距离ρmin小于24.3mm，该圆极化径向缝隙天线缝隙阵缝隙的长度由7.6mm逐渐增加到11.6mm，在每循环一周内该缝隙的长度保持不变。 
4.根据权利要求1-3之一所述的圆极化径向缝隙天线，其特征在于，每条径向线上缝隙的间距Sρ为24.3mm。 
5.根据权利要求1-4之一所述的圆极化径向缝隙天线，其特征在于，采用SMA接头的馈电探针产生所需模式的电磁波，在馈电探针和径向线波导的衔接处留有比SMA接头介质直径稍大的空气腔。 
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