CN209344312U - 圆极化天线和地面终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种圆极化天线和地面终端，涉及天线通信的技术领域，圆极化天线应用于地面终端中，用于地面终端与卫星之间的通信，圆极化天线包括：第一介质板、附着在第一介质板上的领结型偶极子、馈线网络；领结型偶极子与馈线网络相连；领结型偶极子包括两个三角形偶极子单臂和每个单臂上的微扰单元，以使圆极化天线能够呈圆极化的方式发射/接收射频信号，实现所述卫星与地面终端之间的通信。本实用新型相对于现有技术中的圆极化天线造型简单有利于生产，且成本低损耗小。

Description

圆极化天线和地面终端

技术领域

本实用新型涉及天线通信技术领域，尤其是涉及一种圆极化天线和地面终端。

背景技术

天通卫星和地面终端之间常常使用左旋圆极化天线实现空口通信，市场上的圆极化天线一般采用以下几种形式：四臂螺旋加电桥、微带贴片加电桥、十字交叉加电桥等形式。现有的天通天线都是采用电桥或者功分网络实现相位差，所以均存在着以下几个问题，1，成本较高，主要体现在电桥成本；2，损耗大，电桥本身存在着损耗，微带功分网络也存在损耗；3，性能不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供圆极化天线和地面终端，使得本实用新型相对于现有技术中的圆极化天线造型简单有利于生产，且成本低损耗小。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种圆极化天线，所述圆极化天线应用于地面终端中，用于地面终端与卫星之间的通信，所述圆极化天线包括：第一介质板、附着在所述第一介质板上的领结型偶极子、馈线网络；所述领结型偶极子与所述馈线网络相连；

所述领结型偶极子包括两个三角形偶极子单臂和每个单臂上的微扰单元，以使所述圆极化天线能够呈圆极化的方式发射/接收射频信号，实现所述卫星与地面终端之间的通信。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述微扰单元与所述两个三角形偶极子单臂处于一个平面，与所述馈线网络垂直。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述微扰单元的形状为“L”型，两个微扰单元的中的“L”中的其中一个部分分别设置在与三角形偶极子单臂的底边上的不同方向上；“L”中的另一个部分向三角形偶极子单臂的切面方向。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述馈线网络为渐变型馈线网络。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述圆极化天线包括第二介质，所述第二介质的形状与所述渐变型馈线网络匹配，且与所述渐变型馈线网络处于同一平面中。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述圆极化天线还包括：支撑柱，所述支撑柱支承所述第一介质板。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述圆极化天线还包括地板；所述支撑柱、所述馈线网络、所述第二介质均安装在地板上，且位于所述地板的一侧，所述地板的另一侧安装有SMA接头。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述圆极化天线还包括：反射罩，所述反射罩圈套在所述地板的外侧。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述反射罩的形状为圆筒形。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种具有圆极化天线的地面终端，包括：地面终端本体和至少一个根据上述实施例任一项所述的圆极化天线。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：可以应用于地面终端中，用于地面终端与卫星之间的通信，圆极化天线包括：第一介质板、附着在第一介质板上的领结型偶极子和馈线网络；领结型偶极子与馈线网络相连；领结型偶极子包括两个三角形偶极子单臂和每个单臂上的微扰单元，使圆极化天线能够呈圆极化的方式发射/接收射频信号，实现卫星与地面终端之间的通信，本实用新型中仅仅采用领结型偶极子就可以实现圆极化的方式发射/接收射频信号，整体造价中不包括电桥等成本高且损耗大的材料，使得本实用新型相对于现有技术中的圆极化天线造型简单有利于生产，且成本低损耗小。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的圆极化天线的适用场景的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的圆极化天线的俯视结构图；

图3为本实用新型实施例提供的领结型偶极子的结构图；

图4为本实用新型一个实施例提供的圆极化天线的一个方向上侧面结构图；

图5为本实用新型一个实施例提供的圆极化天线的另一个方向上侧面结构图；

图6a为本实用新型一个实施例提供的圆极化天线的3D方向示意图；

图6b为本实用新型另一个实施例提供的圆极化天线的3D方向示意图。

图标：

100-卫星；200-地面终端；11-第一介质板；13-馈线网络；121-三角形偶极子单臂；122-微扰单元；14-第二介质板；15-支撑柱；16-地板；17-反射罩。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

天通卫星和地面终端之间常常使用左旋圆极化天线实现空口通信，市场上的圆极化天线一般采用以下几种形式：四臂螺旋加电桥、微带贴片加电桥、十字交叉加电桥等形式。现有的天通天线都是采用电桥或者功分网络实现相位差，所以均存在着以下几个问题，1，成本较高，主要体现在电桥成本；2，损耗大，电桥本身存在着损耗，微带功分网络也存在损耗；3，性能不高。

基于此，本实用新型实施例提供的一种圆极化天线和卫星，可以应用于卫星中，用于卫星与地面终端之间的通信，圆极化天线包括：第一介质板、附着在第一介质板上的领结型偶极子和馈线网络；领结型偶极子与馈线网络相连；领结型偶极子包括两个三角形偶极子单臂和每个单臂上的微扰单元，使圆极化天线能够呈圆极化的方式发射/接收射频信号，实现卫星与地面终端之间的通信，本实用新型中仅仅采用领结型偶极子就可以实现圆极化的方式发射/接收射频信号，整体造价中不包括电桥等成本高且损耗大的材料，使得本实用新型相对于现有技术中的圆极化天线造型简单有利于生产，且成本低损耗小。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种圆极化天线进行详细介绍，

本实用新型实施例提供了一种圆极化天线，所述圆极化天线应用于地面终端，用于地面终端与卫星之间的通信，其中，地面终端可以为手机等手持终端、或者计算机等等，卫星可以为天通卫星，该圆极化天线具体用于地面终端与天通卫星之间的通信。具体可以理解为：结合图1所示，所述地面终端200可以采用圆极化天线发射射频信号给卫星100，以向卫星 100传递信息，所述地面终端200可以采用圆极化天线接收由所述卫星100 发出的射频信号，以将卫星100的信息传递给所述地面终端200。

通过上述对本实用新型应用场景的介绍，以下介绍本实用新型具体的实质内容，结合图2所示，图2为俯视图，所述圆极化天线包括：第一介质板11、附着在所述第一介质板11上的领结型偶极子和馈线网络13；所述领结型偶极子与所述馈线网络13相连。

馈线网络13可以包括合成器、同轴器、耦合器、负载等等部件，作为信号传输给接收器或者发射器。

领结型偶极子可以包括两个单臂，其形状为类似为三角形的，且将三角形的顶角平行底边切除，形如图3的样子，可以称之为三角形偶极子单臂121。两个三角形偶极子单臂121的切面对应设置，每个三角形偶极子单臂121与所述馈线网络13相连，

由于三角形偶极子单臂121为片型的，所以，三角形偶极子单臂121 可以采用紧贴的方式附着在第一介质板11上。

再结合图3所示，每个单臂上的微扰单元122，以使圆极化天线能够呈圆极化的方式发射/接收射频信号，实现所述卫星与地面终端之间的通信。

从本实用新型提供的圆极化的方式上传播射频信号上讲，如果是现有技术中的领结型偶极子仅仅包括三角形偶极子单臂，此时的三角形偶极子单臂的发射信号的场强度集中在三角形底面侧，从侧面上可以看出，上下或者左右两侧的场信号强度比较高，而中间部分比较低，当加入微扰单元后，使得信号从上到下一圈下来场强度比较均匀，达到圆极化的方式发射/ 接收射频信号。这样通过简单的增加微扰单元，这种结构比较简单，便于生产，而且相比于普通的圆极化天线成本低。

再结合图3所示，所述微扰单元122与所述两个偶极子单臂121处于一个平面，与所述馈线网络13垂直。其中，微扰单元122可以与三角形偶极子单臂121的材质相同。所述微扰单元122的形状为“L”型。其中，L中的其中一个部分与三角形偶极子单臂的底边平齐，可以看做三角形偶极子单臂的底边的延长线，L中的另一个部分向三角形偶极子单臂的切面方向。对于两个三角形偶极子单臂对应的两个微扰单元时，分别设置在底边上的不同方向上。

结合图4和图5所示，本实用新型提供的所述馈线网络为渐变型馈线网络13。其中，渐变型馈线网络的形状可以为扁平型的，当形状为扁平型时，对于领结型偶极子与所述馈线网络13垂直相连时，馈线网络13可能不能承受领结型偶极子的压力，基于此，在所述渐变型馈线网络的周围，所述圆极化天线包括第二介质14，所述第二介质14的形状与所述渐变型馈线网络匹配，且与所述渐变型馈线网络处于同一平面中。另外，馈线网络 13与领结型偶极子连接的地方加入了平行的带线枝节，增加的带线枝节可以拓展带宽和增大焊接面积便于生产。

其中，第一介质11和第二介质14可以采用相同的材质，第一介质和第二介质所使用的材质均为不可导电材质的。

图5示出了另一种圆极化天线的结构图，所述圆极化天线除了上述部件外，还可以包括：支撑柱15，支撑柱15支承第一介质板11。所述圆极化天线还包括地板16；所述支撑柱15、所述馈线网络13、所述第二介质 14均安装在地板16上，且位于所述地板16的一侧。结合图4所示，所述地板16的另一侧安装有SMA接头。其中，SMA接头可以连接接收器匹配使用。通过SMA接头实现外接接收器的目的。另外，当馈线网络可以兼容接收器和发射机时，所述地板的另一侧还可以安装有波导接口，波导接口能够与发射机匹配使用。可以通过波导接口实现外接发射机的目的。

另外，由于辐射单元即领结型偶极子接收/发射射频信号的范围会是发散的，所以以发射射频信号为例，可能会时信号发散过程中降低了不圆度，基于此，还可以在地板外侧设有一个反射罩17，所述反射罩圈套在所述地板的外侧。可选的，所述反射罩的形状为圆筒形。由于圆筒形的反射套可以将以圆筒形的反射套提高天线的不圆度和轴比等特性，还由于，圆筒形的反射套发散的射频信号的波场能在圆筒的镂空两侧发出，可以作为定向的辐射的一种天线。

依照上述介绍的圆极化天线，还进行如下参考实验，在参考实验中，做出上述实施例的圆极化天线，在3D微波暗室时发射射频信号，以实验证明上述圆极化天线能够实现圆极化的方式发射/接收射频信号。其中，3D微波暗室测试数据如表1所示，表1示出了每个频点的最大增益的数据，表1 的第一列表示Frequency，即，发射频率，单位为MHz，第二列表示Efficiency，即，天线在接收一定能量下能够转换的发射效率，单位dB，第三列同样表示Efficiency，即，天线在接收一定能量下能够转换的发射效率，单位％，第四列表示Gain，即，增益，单位为dBi，第五列表示Axial Ratio，即轴比，单位为dB。

表1

再者，本实用新型还通过实际测试得到了3D方向图，结合图6a和图 6b所示，可以从方向图中可以看出，其中，3D方向图以三维空间来展示的，图6a介绍了在xy平面上的场的情况，可以看出0到360度均具有场的情况，图6b介绍了在xz平面上的场的情况，可以看出0到360度均具有场的情况。所以，可以知采用本实用新型的圆极化天线，可以实现三维空间中的每二个空间均能0到360度均具有场的情况，即从上到下一圈下来场强度比较均匀，所以，可以证明通过本实用新型上述的部件可以实现圆极化的方式发射/接收射频信号。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种具有圆极化天线的地面终端，包括：地面终端本体和至少一个根据上述实施例任一项所述的圆极化天线。

该地面终端可以通过圆极化天线与卫星进行通信，进行接收或者发射射频信号给卫星。本实用新型所提到的卫星可以为天通卫星。

另外，根据本实用新型实施例的地面终端的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本实用新型的范围。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线应用于地面终端中，用于地面终端与卫星之间的通信，所述圆极化天线包括：第一介质板、附着在所述第一介质板上的领结型偶极子、馈线网络；所述领结型偶极子与所述馈线网络相连；

所述领结型偶极子包括两个三角形偶极子单臂和每个单臂上的微扰单元，以使所述圆极化天线能够呈圆极化的方式发射/接收射频信号，实现所述卫星与地面终端之间的通信。

2.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述微扰单元与所述两个三角形偶极子单臂处于一个平面，与所述馈线网络垂直。

3.根据权利要求2所述的圆极化天线，其特征在于，所述微扰单元的形状为“L”型，两个微扰单元的中的“L”中的其中一个部分分别设置在与三角形偶极子单臂的底边上的不同方向上；“L”中的另一个部分向三角形偶极子单臂的切面方向。

4.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈线网络为渐变型馈线网络。

5.根据权利要求4所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线包括第二介质，所述第二介质的形状与所述渐变型馈线网络匹配，且与所述渐变型馈线网络处于同一平面中。

6.根据权利要求5所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括：支撑柱，所述支撑柱支承所述第一介质板。

7.根据权利要求6所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括地板；所述支撑柱、所述馈线网络、所述第二介质均安装在地板上，且位于所述地板的一侧，所述地板的另一侧安装有SMA接头。

8.根据权利要求7所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线还包括：反射罩，所述反射罩圈套在所述地板的外侧。

9.根据权利要求8所述的圆极化天线，其特征在于，所述反射罩的形状为圆筒形。

10.一种具有圆极化天线的地面终端，其特征在于，包括：地面终端本体和至少一个根据权利要求1-9任一项所述的圆极化天线。