左右旋圆极化短背射天线制造技术

本实用新型专利技术提供的左右旋圆极化短背射天线，包括一面设为主反射面的盘状天线底板，所述天线底板的另一面安置包括极化电桥、腔体滤波器以及低噪声放大器构成的馈电网络；所述主反射面的中央通过轴向延伸的中柱固定与主反射面相对的副反射面，所述副反射面的面积小于主反射面，且与主反射面的间距为预定电磁波半波长的整数倍。本实用新型专利技术还具有构成简洁、结构紧凑、相位调控方便等优点，十分适用于遥测地面站中S波段射频信号接收和发送,以及将线极化波转换为左右旋两路圆极化信号，以保证遥测基带板卡的正常解调处理。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种天线，尤其是一种左右旋圆极化短背射天线，属于遥感测控

技术介绍
短背射天线、改进型短背射天线、左右旋圆极化短背射天线具有结构简单、辐射效率高、易于获得圆极化等优点，因此除了主要用在无线电领域，遥控遥测、通信、雷达等设备中之外，在航空航天、陆地、船舰上都获得广泛应用。在实际应用中，基本的短背射天线缺乏适当的馈电网络，因此很难实现左右旋圆极化波的接收。业界应用较多的长度不一、90°相位差的对称两振子对于振子长度的要求高，调试过程中很难准确实现90°相位差，所以背射天线大多是线极化形式。而该种形式极易在传输环境中发生极化偏转并造成衰减，尤其是无法同时实现左、右旋圆极化工作，因此基本的短背射天线不适用于对天线抗干扰和防雨雾能力要求较高的场合。检索发现，申请号为200710176520.8的技术专利公开了一种带有螺旋馈源的圆极化短背射天线，该技术虽然使用螺旋天线和馈点调配装置实现了天线的宽频带和圆极化，但仅能实现一种圆极化波接收，馈电系统过于简单、无法实现双极化波接收。申请号为200910091652.X和201010129681.3的专利技术专利分别公开了一种微带激励的低副瓣喇叭天线和一种用于宽角扫描相控阵的双圆极化宽带天线辐射单元。此两项专利技术并不不属于严格意义上的短背射天线，前者在馈源上采用微带激励辐射，实现了喇叭天线和圆极化馈源的一体化，虽然在喇叭天线中引入了馈电网络，但需要依靠微带辐射器实现两个馈点端口输入信号相位差90°，而微带辐射器一旦做成，难以调节90°相位差。后者将辐射单元应用于宽角扫描相控阵中，靠馈源实现双极化，要求两输入端口为对称结构，实现方式技术复杂，难以应用于短背射天线。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述现有技术存在的主要问题，提出一种增益较高、调控方便、结构紧凑的左右旋圆极化短背射天线，从而切实满足对抗干扰等性能要求较高的场合。为了达到以上目的，本技术的左右旋圆极化短背射天线，包括一面设为主反射面的盘状天线底板，其特征在于：所述天线底板的另一面安置包括极化电桥、腔体滤波器以及低噪声放大器构成的馈电网络；所述主反射面的中央通过轴向延伸的中柱固定与主反射面相对的副反射面，所述副反射面的面积小于主反射面，且与主反射面的间距为电磁波半波长的整数倍；所述主反射面的周围固定环边；所述中柱固定位于主反射面和副反射面之间径向延伸的一对水平振子和一对垂向振子；所述一对水平振子和一对垂向振子分别耦合到所述极化电桥的0度和90度输入端口，所述极化电桥的左、右输出端分别通过腔体滤波器和低噪声放大器输出左、右旋圆极化信号。本技术进一步限定的技术方案为：进一步的，一对水平振子、一对垂向振子的长度之和均为(0.46-0.50)λ，且所述一对水平振子之间以及一对垂向振子之间的馈电点间隔均为S＝(0.02-0.05)λ；其中：λ为电磁波波长。进一步的，所述腔体滤波器包括第一腔体滤波器、第二腔体滤波器，所述低噪声放大器包括第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，所述极化电桥由所述一对水平振子和一对垂向振子收到的两个等幅且具有90°相位差的信号之一传输至第一腔体滤波器和第一低噪声放大器，另一传输至第二腔体滤波器和第二低噪声放大器。进一步的，所述主反射面的直径为(2.28-2.35)λ，边环的高度为(0.47-0.52)λ。进一步的，还包括套设在中柱上的用于固定所述一对水平振子和一对垂向振子的振子压轴。进一步的，所述振子压轴分包括左右两部分，每部分端部分别开设十字形半槽口，所述一对水平振子和一对垂向振子分别置于其中一半槽口后，另一部分的槽口与其合并夹紧并通过连接件固定。进一步的，所述一对水平振子和一对垂向振子的末端均开设半径为0.5mm-1mm的半圆孔。进一步的，所述半圆孔口内填充有与焊线焊接一起的焊锡。进一步的，还包括固定安装在主反射面上用于保护振子的玻璃钢罩。进一步的，所述副反射面采用直径为(0.48-0.5)λ的圆形铝片。进一步的，所述极化电桥为3dB电桥，工作频率2.0GHz-4.0GHz。本技术以十字交叉的水平和垂向振子作为馈源，当电磁波在边环内的主反射面和副反射面之间来回振动多次反射过程中，由于两反射面之间的距离为预定电磁波半波长的整数倍，因此定向辐射能量则沿轴向成驻波场分布，杂散能量则超越副反射面向外辐射(可以认为副反射面起到了引导作用)，结果本技术各主要构成部分合理组合形成了漏腔谐振器，使其定向辐射能量加强而杂散能量减弱，因此获得较高增益和较低旁瓣。此外，与现有技术相比，本技术还具有构成简洁、结构紧凑、相位调控方便等优点，十分适用于遥测地面站中S波段射频信号接收和发送,以及将线极化波转换为左右旋两路圆极化信号，以保证遥测基带板卡的正常解调处理。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术一个实施例的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3中的馈电网络的原理图。图4中为本技术振子压轴的左部分结构示意图。图5为振子及其焊线结构示意图。图6为振子的结构示意图。具体实施方式实施例一本实施例的左右旋圆极化短背射天线，如图1所示：包括一面设为主反射面1的盘状天线底板，天线底板的另一面安置包括极化电桥7、腔体滤波器8以及低噪声放大器9构成的馈电网络；如图2所示：主反射面1的中央通过轴向延伸的中柱5固定与主反射面1相对的副反射面4，副反射面4的面积小于主反射面1，且与主反射面1的间距为预定电磁波半波长的整数倍；主反射面1的周围固定环边6；中柱5固定位于主反射面和副反射面之间径向延伸的一对水平振子和一对垂向振子2；一对水平振子和一对垂向振子分别耦合到极化电桥7的0度和90度输入端口，极化电桥7的左、右输出端分别通过腔体滤波器8和低噪声放大器9输出左、右旋圆极化信号。一对水平振子和一对垂向振子的总长度分别为0.48λ，且一对水平振子之间、一对垂向振子之间的馈电点间隔均为S＝0.03λ；其中：λ为电磁波波长；通过拧动振子可以调整振子间距(馈电点间隔S)。主反射面的直径为2.3λ，边环的高度为0.5λ。本技术还包括固定安装在主反射面1上用于保护振子的玻璃钢罩3用于保护馈源。副反射面4采用直径为0.5λ的圆形铝片。如图3所示：馈电网络包括极化电桥7，极化电桥是个四端口网络，它的特性是两个输入、两个输出，两输入分别为A、B，则两端口输出分别为两输入端口相互隔离，两输出端口平分输入功率各50％，并且输出信号相位相差90°。所述极化电桥7的0度和90度端口的输入端口A、B将输入信号分为两个等幅且具有90°相位差的信号后分别传输至腔体滤波器8；所述腔体滤波器8滤除杂波后将信号分别传输至低噪声放大器9。由于输入的两个射频信号相同A＝B，那么输出为左旋圆极化波和右旋圆极化波，以上采用合成的方法实现左、右旋圆极化波的接收；电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°，可以得到圆极化。得到合成的左、右旋圆极化信号后，经腔体滤波器滤除杂波，主要是滤除S波段以外的信号。低噪声放大器对射频信号放大，两路输出。极化电桥7的工作频率2.0GHz-4.0GHz，这里用到的极化电桥是3dB电桥，3dB电桥也叫同频合路器，是通信系统中常用的无源器件，尤其本文档来自技高网...

【技术保护点】
左右旋圆极化短背射天线，包括一面设为主反射面(1)的盘状天线底板，其特征在于：所述天线底板的另一面安置包括极化电桥、腔体滤波器以及低噪声放大器构成的馈电网络；所述主反射面(1)的中央通过轴向延伸的中柱(5)固定与主反射面(1)相对的副反射面(4)，所述副反射面(4)的面积小于主反射面(1)，且与主反射面(1)的间距为电磁波半波长的整数倍；所述主反射面(1)的周围固定环边(6)；所述中柱(5)固定位于主反射面和副反射面之间径向延伸的一对水平振子和一对垂向振子(2)；所述一对水平振子和一对垂向振子分别耦合到所述极化电桥的0度和90度输入端口，所述极化电桥的左、右输出端分别通过腔体滤波器和低噪声放大器输出左、右旋圆极化信号。

【技术特征摘要】
1.左右旋圆极化短背射天线，包括一面设为主反射面(1)的盘状天线底板，其特征在于：所述天线底板的另一面安置包括极化电桥、腔体滤波器以及低噪声放大器构成的馈电网络；所述主反射面(1)的中央通过轴向延伸的中柱(5)固定与主反射面(1)相对的副反射面(4)，所述副反射面(4)的面积小于主反射面(1)，且与主反射面(1)的间距为电磁波半波长的整数倍；所述主反射面(1)的周围固定环边(6)；所述中柱(5)固定位于主反射面和副反射面之间径向延伸的一对水平振子和一对垂向振子(2)；所述一对水平振子和一对垂向振子分别耦合到所述极化电桥的0度和90度输入端口，所述极化电桥的左、右输出端分别通过腔体滤波器和低噪声放大器输出左、右旋圆极化信号。2.根据权利要求1所述的左右旋圆极化短背射天线，其特征在于：所述腔体滤波器包括第一腔体滤波器、第二腔体滤波器，所述低噪声放大器包括第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，所述极化电桥由所述一对水平振子和一对垂向振子收到的两个等幅且具有90°相位差的信号之一传输至第一腔体滤波器和第一低噪声放大器，另一传输至第二腔体滤波器和第二低噪声放大器。3.根据权利要求1所述的左右旋圆极化短背射天线，其特征在于：一对水平振子的总长度和一对垂向振子的总长度相等，均为(0.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳静，刘进江，张目，王国良，王志超，黄飞，黄新春，奚广建，
申请(专利权)人：航天晨光股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32