CN205790393U - 双圆极化腔式天线 - Google Patents
双圆极化腔式天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205790393U CN205790393U CN201620517440.9U CN201620517440U CN205790393U CN 205790393 U CN205790393 U CN 205790393U CN 201620517440 U CN201620517440 U CN 201620517440U CN 205790393 U CN205790393 U CN 205790393U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polarization
- bonding jumper
- dielectric plate
- probe
- circle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 17
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了双圆极化腔式天线，该天线由辐射喇叭口1、上层介质板2、下层介质板3、水平极化探针4、垂直极化探针5、金属探针8、围框12和金属腔11组成。上层介质板2的上表面腐蚀形成有上极化金属条6，下层介质板3的下表面腐蚀形成有下极化金属条7，上极化金属条6的一端通过金属探针8与下极化金属条7的一端固定连接，上极化金属条6在下层介质板3的投影与下极化金属条7相垂直。本天线阻抗带宽大于20％，带宽内增益大于8.5dB，辐射效率大于80％，小于3dB的轴比带宽大于15％，端口隔离带宽内大于25％；整个天线结构简单、紧凑，辐射效率高，双圆极化辐射，可作为相控阵天线小尺寸辐射单元，实现波束的控制和扫描。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星通信、微波通信领域中高效率圆极化阵列天线，该天线设计的技术主要包括：共口径双圆极化技术、高隔离度技术。
背景技术
目前在通信频段越来越向高频段发展，尤其在Ku、Ka波段，其频率决定带宽比工作在L、S波段的天线，工作在此频段的要求天线具有尺寸小、增益高、点波束的特性，实现上述性能的天线主要有以下几种天线形式，但各有优缺点。
1、波导缝隙天线：该形式天线是在波导宽边或窄边进行开缝，通常有行波、驻波两种阵列形式，但辐射单元缝隙的增益相对较低，通常只有7dB左右，由于为串馈形式，带宽内出现频扫现象，随着工作频率的增高，要求加工精度也越高，需借助较高的焊接工艺加工制造，成品率较低，导致成本较高。
2、微带贴片天线，该天线形式具有轮廓低、可集成有源器件、可实现辐射单元与网络一体化设计的，但天线的介质损耗较大，且存在漏波效应，天线单元增益低、馈电网络损耗大，不利用实现高增益天线设计。
3、反射面天线，该形式天线在Ka频段具有很好的射频性能，差损低、辐射效率高、实现圆极化辐射相对技术较为简单，但该形式天线物理尺寸较大，不适用在一些空间狭小的场合。
4.透镜天线，该天线形式与反射面天线类似，通常采用馈源照射介质球、介质饼等，使波束聚焦，实现高增益照射的目的，但与反射面天线同样具有天线体积尺寸过大，无法实现波束调整的功能。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种双圆极化腔式天线，本实用新型的特点是，双圆极化辐射，损耗低，辐射效率高，高隔离度，结构紧凑。
本实用新型是这样实现的：双圆极化腔式天线，包括辐射喇叭口1、上层介质板2、下层介质板3、水平极化探针4、垂直极化探针5、金属探针8、金属腔11和围框12；金属腔11的侧壁上设置有相互垂直的水平极化探针4和垂直极化探针5；辐射喇叭口1和围框12之间设置有上层介质板2，围框12和金属腔11之间设置有下层介质板3，上层介质板2的上表面腐蚀形成有上极化金属条6，下层介质板3的下表面腐蚀形成有下极化金属条7，上极化金属条6的一端通过金属探针8与下极化金属条7的一端固定连接，上极化金属条6在下层介质板3的投影与下极化金属条7相垂直，下极化金属条7在金属腔11底面的投影与水平极化探针4和垂直极化探针5的夹角均为45°。
进一步地，所述的辐射喇叭口1、围框12和金属腔11均为圆形。
进一步地，所述的辐射喇叭口1的内口径尺寸为0.6λ0，其中，λ0为中心频率对应的波长。
进一步地，所述的上极化金属条6与下极化金属条7的尺寸相同，上极化金属条6的一端与辐射喇叭口1下表面的圆心相重合，另一端与辐射喇叭口1的内壁有间隔；上极化金属条6的长度为0.245λ0，宽度为0.035λ0。
进一步地，所述的金属探针8为圆柱形，圆柱的直径为1mm，长度为0.15λ0。
本实用新型与背景技术比较有如下优点：
1、本实用新型的一种双圆极化腔式天线，由圆形口辐射喇叭1、上层介质板2、下层介质板3、水平极化探针4、垂直极化探针5组成。天线阻抗带宽大于20％，带宽内增益大于8.5dB，辐射效率大于80％，小于3dB的轴比带宽大于15％，端口隔离带宽内大于25％。
2、本实用新型整个天线结构简单、紧凑，辐射效率高，双圆极化辐射，可作为相控阵天线小尺寸辐射单元，实现波束的控制和扫描。
附图说明
图1是本实用新型三维结构示意图。
图2是本实用新型的分层示意图。
图3是本实用新型俯视示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，图3，本实用新型由圆形辐射喇叭口1、上层介质板2、下层介质板3、水平极化探针4水平极化探针4、垂直极化探针5金属探针8、围框12和金属腔11组成。图1是本实用新型三维结构示意图，图2是本实用新型的分层示意图，给出了各部件间的相对位置关系及内部结构组成。
圆形辐射喇叭口1位于天线最上层，其作用是接收、发射电磁信号，并按着一定的空间功率波束覆盖要求，实现方向图的设计。圆形辐射口可实现较高的辐射增益，极化纯度较高，其内口径尺寸为0.6λ0(λ0为中心频率对应的波长)。
上层介质板2的上表面敷刻有上极化金属条6，下表面的敷铜全部腐蚀掉。上极化金属条6的一端位于圆形辐射喇叭口1下表面的圆心，另一端位于圆形辐射喇叭口1的内壁附近，与之不接触，其长度为0.245λ0，宽度为0.035λ0。
下层介质板3的下表面敷刻有下极化金属条7，上表面的敷铜全部腐蚀掉。下极化金属条7与上极化金属条6的尺寸相同，且两极化金属条在投影面上呈90°夹角。
上层介质板2和下层介质板3之间设置有圆柱形金属探针8，其作用是连通两极化金属条，使其电导通；圆柱的直径为1mm，长度为0.15λ0。
金属腔11和下层介质板3之间设置有水平极化探针4和垂直极化探针5，其作用是激励器两个极化的信号；两个探针均从圆腔边缘指向圆心，二者的夹角为90°；下极化金属条7与两个探针在金属腔底面的投影呈45°夹角；两个探针的法兰均分别与金属腔的外壁固定，并使之紧密接触，良好导电；
金属腔11位于天线的最底层，成圆型结构，其作用是使天线满足定向辐射，提高天线的辐射增益和效率。
本天线采用螺钉压紧工艺，保证安装的精确度，确保两极化金属条与金属探针8的相对位置关系，这对圆极化性能影响相对较大。
研究发现：按着上述天线结构尺寸配置，天线轴比小于2dB的带宽为17.5％。，天线极化端口隔离带宽内大于25％。
本实用新型工作原理如下：当发射信号时，发射机通过同轴接插件发射信号，发射信号在金属腔中激励其电场，下层介质板3下表面的下极化金属条7耦合到电流，一部分能量经过圆柱形金属探针8传输到上层板2上表面的上极化金属条6，两极化金属条在腔体中形成了两种极化的电场，二者正交且有一定的相位差，并在空间合成形成圆极化波。同理，另一个探针激励是形成另一种旋向的圆极化波，最终由圆形辐射喇叭口1辐射到自由空间。
Claims (5)
1.双圆极化腔式天线，包括辐射喇叭口(1)、围框(12)、金属腔(11)、水平极化探针(4)和垂直极化探针(5)，金属腔(11)的侧壁上设置有相互垂直的水平极化探针(4)和垂直极化探针(5)；其特征在于：还包括上层介质板(2)、下层介质板(3)和金属探针(8)，辐射喇叭口(1)和围框(12)之间设置有上层介质板(2)，围框(12)和金属腔(11)之间设置有下层介质板(3)，上层介质板(2)的上表面腐蚀形成有上极化金属条(6)，下层介质板(3)的下表面腐蚀形成有下极化金属条(7)，上极化金属条(6)的一端通过金属探针(8)与下极化金属条(7)的一端固定连接，上极化金属条(6)在下层介质板(3)的投影与下极化金属条(7)相垂直，下极化金属条(7)在金属腔(11)底面的投影与水平极化探针(4)和垂直极化探针(5)的夹角均为45°。
2.根据权利要求1所述的双圆极化腔式天线，其特征在于：所述的辐射喇叭口(1)、围框(12)和金属腔(11)均为圆形。
3.根据权利要求2所述的双圆极化腔式天线，其特征在于：所述的辐射喇叭口(1)的内口径尺寸为0.6λ0，其中，λ0为中心频率对应的波长。
4.根据权利要求3所述的双圆极化腔式天线，其特征在于：所述的上极化金属条(6)与下极化金属条(7)的尺寸相同，上极化金属条(6)的一端与辐射喇叭口(1)下表面的圆心相重合，另一端与辐射喇叭口(1)的内壁有间隔；上极化金属条(6)的长度为0.245λ0，宽度为0.035λ0。
5.根据权利要求3所述的双圆极化腔式天线，其特征在于：所述的金属探针(8)为圆柱形，圆柱的直径为1mm，长度为0.15λ0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620517440.9U CN205790393U (zh) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | 双圆极化腔式天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620517440.9U CN205790393U (zh) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | 双圆极化腔式天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205790393U true CN205790393U (zh) | 2016-12-07 |
Family
ID=58138087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620517440.9U Expired - Fee Related CN205790393U (zh) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | 双圆极化腔式天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205790393U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108134205A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-08 | 上海航天电子有限公司 | X波段介质喇叭天线 |
| CN110867644A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-03-06 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种双频段多极化共口径同轴波导缝隙天线 |
| CN113178687A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-27 | 西安交通大学 | 一种圆极化波导缝隙天线 |
-
2016
- 2016-06-01 CN CN201620517440.9U patent/CN205790393U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108134205A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-08 | 上海航天电子有限公司 | X波段介质喇叭天线 |
| CN110867644A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-03-06 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种双频段多极化共口径同轴波导缝隙天线 |
| CN113178687A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-27 | 西安交通大学 | 一种圆极化波导缝隙天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107086362B (zh) | 一种共形低副瓣波导缝隙阵列天线 | |
| US5757323A (en) | Antenna arrangements | |
| US7075492B1 (en) | High performance reflector antenna system and feed structure | |
| CN106129593B (zh) | 一种二维宽角度扫描的全金属相控阵雷达天线单元 | |
| CN205595463U (zh) | 波导缝隙耦合圆极化天线 | |
| CN106356622B (zh) | 高增益双频双圆极化共口径平面阵列天线 | |
| CN105591193B (zh) | 双频圆极化天线 | |
| CN104617383A (zh) | 多波束扫描透镜天线 | |
| CN104037487A (zh) | 全向吸顶天线 | |
| CN107240766B (zh) | 一种超宽带全金属圆极化天线单元 | |
| CN205790393U (zh) | 双圆极化腔式天线 | |
| CN110289501A (zh) | 一种宽带圆极化平板阵列天线 | |
| CN105552572A (zh) | 双极化圆锥介质馈源对称介质填充柱透镜天线 | |
| CN112864636A (zh) | 超宽带金属Vivaldi双极化天线 | |
| CN105161848A (zh) | 椭圆缝隙圆极化微带天线 | |
| CN110034372A (zh) | 一种平面弯折十字交叉型宽带双极化蝶形振子 | |
| CN106505308B (zh) | 一种新型水平极化全向介质谐振天线 | |
| CN104767037B (zh) | 一种紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线 | |
| CN205680784U (zh) | Z字形交叉缝隙圆极化背腔天线 | |
| CN109672022A (zh) | 一种圆锥喇叭天线 | |
| CN209217213U (zh) | 一种圆锥喇叭天线 | |
| CN111769363B (zh) | 一种超宽带恒波束定向天线 | |
| CN104319463B (zh) | 一种双谐振圆极化短背射c波段天线 | |
| CN205488520U (zh) | 双频圆极化天线 | |
| CN203895594U (zh) | 全向吸顶天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161207 |