The invention provides an all-metal four-arm equiangular helical circularly polarized antenna unit, which comprises an all-metal equiangular helical structure radiating arm, a metal reflecting cavity, a coaxial feed line and a cylindrical resonant cavity; a coaxial feed probe on a single vertical ground is fed by a coaxial cable, and is connected with a central metal feed ring, through which a pair of dipoles in the radiating arm are paired. The arm is fed in parallel, and a pair of lower dipole arms in parallel are connected with the coaxial grounding end to ensure that the spatial position of the four dipole arms and the phase of the electromagnetic wave on the arm are orthogonal to form the necessary conditions for circular polarization. In order to solve the problem of unbalanced coaxial feeder, the coaxial feeder is designed as a coaxial tapered balun structure, which matches the load with the impedance of the feeder. In order to realize the one-way radiation function of the antenna, a metal reflecting cavity is added to the back of the antenna. The invention has the characteristics of wide frequency bandwidth, small size, high gain and embeddability, and is suitable for the field of modern communication systems and electronic countermeasures.
【技术实现步骤摘要】
一种全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元
本专利技术涉及现代无线通信
,更具体地说是一种全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元。
技术介绍
随着军事设备、航天飞行器的性能不断向高精度、高速度的方向迈进,对天线实时通讯的质量也不断提出了更高的要求。高效、实时、抗干扰以及高容量的通信天线将成为未来天线研发的总体趋势。圆极化天线兼备显著的防雨雾、抗电磁干扰、抗多孔径衰减等特质,已经被广泛用于无人驾驶技术、远程视频通讯、全球定位系统以及信号屏蔽等领域中。螺旋结构天线因自身具有的宽频带、宽角度圆极化、高增益、良好的阻抗匹配,以及造价成本低等特点被广泛应用。并且,此结构的天线可通过尺寸的变化来改变方向图,能够快速适应不同的应用场合,无线电通信常采用此结构。但是传统的螺旋结构天线也存在着体积大、结构复杂、制作较难、加工成本高、隐蔽性弱的缺点。为了克服上述早期螺旋天线的缺点,具有非频变特性的平面螺旋结构的天线被设计出来。现在工程中常见到的平面螺旋结构的天线有:开槽螺旋天线、等角螺旋天线、阿基米德螺旋天线等。这类天线都具有其他天线不可替代的宽频带内稳定且优良的特性。工程应用中一般需要加设背腔来将该类天线的双向辐射变为单向辐射,以此来提高天线的定向辐射能力以及法向增益和天线效率。但目前现有的螺旋天线多采用微带天线,微带天线不容易实现宽频带的功能,效率偏低,介质易损耗且环境适应性不及金属导体。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此,本专利技术提出一种宽频带、小尺寸、可装嵌、高增益的全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元,以期能满足现代无线通信技术对天线带宽和抗干 ...
【技术保护点】
1.一种全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元,其特征是:以全金属等角螺旋结构的辐射臂为辐射区,以圆柱谐振腔(6)为传输区,以同轴馈线为馈电区,利用辐射区、传输区与馈电区实现能量的接收与发送;所述辐射臂中,每两个等角螺旋臂(1)的末端汇聚并镶嵌一个金属圆片(2),构成一个偶极子臂;两个偶极子臂的起始端分别连接于四分之三周长的金属馈电圆环(3)缺口两端的长矩形金属块(4)与短矩形金属块(5)上,构成一个偶极子;以处于上下不同平面、呈中心对称分布的上偶极子与下偶极子构成所述辐射臂;金属反射空腔(9)设于辐射臂的正下方,顶部敞口,所述圆柱谐振腔(6)设于下偶极子的长矩形金属块(4)末端中心;所述同轴馈线以同轴馈线探针为内导体(7),以锥削巴伦结构的外导体(8)为接地端,内导体(7)与外导体(8)竖置、自金属反射空腔(9)的底部中心向上贯穿至:内导体(7)的顶部穿过所述圆柱谐振腔(6)与上偶极子的金属馈电圆环(3)相连,外导体(8)的顶部与下偶极子的金属馈电圆环(3)相连,使一对偶极子的四个偶极子臂空间位置、臂上电磁波相位均正交。
【技术特征摘要】
1.一种全金属四臂等角螺旋圆极化天线单元,其特征是:以全金属等角螺旋结构的辐射臂为辐射区,以圆柱谐振腔(6)为传输区,以同轴馈线为馈电区,利用辐射区、传输区与馈电区实现能量的接收与发送;所述辐射臂中,每两个等角螺旋臂(1)的末端汇聚并镶嵌一个金属圆片(2),构成一个偶极子臂;两个偶极子臂的起始端分别连接于四分之三周长的金属馈电圆环(3)缺口两端的长矩形金属块(4)与短矩形金属块(5)上,构成一个偶极子;以处于上下不同平面、呈中心对称分布的上偶极子与下偶极子构成所述辐射臂;金属反射空腔(9)设于辐射臂的正下方,顶部敞口,所述圆柱谐振腔(6)设于下偶极子的长矩形金属块(4)末端中心;所述同轴馈线以同轴馈线探针为内导体(7),以锥削巴伦结构的外导体(8)为接地端,内导体(7)与外导体(8)竖置、自金属反射空腔(9)的底部中心向上贯穿至:内导体(7)的顶部穿过所述圆柱谐振腔(6)与上偶极子的金属馈电圆环(3)相连,外导体(8)的顶部与下偶极子的金属馈电圆环(3)相连,使一对...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜兆能,乔旭光,赵宏志,赵晓燕,姬仲宁,刘凡,刘建,殷文斐,税明月,黄诗纯,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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