本发明专利技术公开了一种高增益圆极化谐振腔天线作为馈源的多波束反射面天线，该多波束反射面天线包括旋转抛物反射面(1)，在所述的旋转抛物反射面的焦平面上放置圆极化高增益谐振天线作为馈源并用支架(5)固定。所述作为馈源的圆极化高增益谐振天线，由线极化转圆极化的部分反射面(2)、金属地板(3)和线极化贴片阵列(4)构成；本发明专利技术利用谐振腔天线中的部分反射面实现了由线极化到圆极化的转变，同时实现较高增益，并将此圆极化天线作为馈源布置于反射抛物面的焦平面，从而在反射面的口径上辐射出多个波束。与传统的以多喇叭作为馈源的多波束反射面天线相比，本发明专利技术的馈源结构简洁、排列更加紧密，可有效克服波束覆盖的问题。可有效克服波束覆盖的问题。可有效克服波束覆盖的问题。
【技术实现步骤摘要】
圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线
[0001]本专利技术属于微波器件
，涉及基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线。
技术介绍
[0002]现代通信对卫星宽带通信服务的带宽需求不断增加，推动了对高通量卫星技术的大量兴趣和投资。目前大多数卫星实施多波束技术，以便在所需覆盖区域内重复使用频带或极化。利用位于焦平面上的多个馈源对反射面而多波束反射面天线照射，从而产生多个波束是目前多波束形成的一种重要机制。但这一方式对馈源有着较高的要求。因为在实际应用中，波束交叠区域会出现增益下降的现象从而造成波束覆盖不均匀影响系统的性能，为了提高波束交叠区域覆盖及受到焦平面区域空间的限制，要求馈源具有较大的增益和较小的馈源间距。因此只有提高作为多波束馈源的口径效率才能有效解决波束交叠区域增益下降及漏失效率的问题。
[0003]圆极化波被广泛应用于卫星通信，射频识别和全球定位及导航系统中，其拥有以下突出优势：1)圆极化天线可以接收任意极化方向的线极化波，因此，可以有效地减少因极化失配带来的损耗；2)圆极化波在经过地面或其它非手性目标反射后，其极化状态会发生改变，由于不同旋向的圆极化波相互正交，因此圆极化天线可以有效地抑制和克服雨滴雾等气候因素带来的多径效应；3)由于地磁场的存在，电离层表现为双折射介质，会引起穿过电离层的线极化波的极化面发生旋转，并且极化面随着传播路径和电离层状态的变化而改变，这被称为法拉第旋转，但法拉第旋转对圆极化波没有影响。目前，多波束反射面馈源主要采用在波导中额外插入圆极化器来实现线极化到圆极化的转换，这一方面增加了结构复杂度，同时也增加了馈源的剖面高度，不利于结构的简化。
技术实现思路
[0004]技术问题：为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，它具有结构设计简单、高定向性和高覆盖率等优点。
[0005]技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一种基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线采用如下技术方案：
[0006]该多波束反射面天线包括旋转抛物反射面，在所述的旋转抛物反射面的焦平面上放置圆极化高增益谐振天线作为馈源并用支架固定。
[0007]所述作为馈源的圆极化高增益谐振天线，由线极化转圆极化的部分反射面、金属地板和线极化贴片阵列构成；金属地板固定在支架上，支架的另一端固定在旋转抛物反射面的边上，线极化贴片阵列设置在金属地板上，线极化转圆极化的部分反射面平行于金属地板且设置一定的距离共同构成谐振腔。
[0008]所述的线极化转圆极化的部分反射面由分别设置于介质基板两侧的金属图案阵列构成，其中一侧的阵列由十字型图案单元通过周期排列形成17*17的等间距阵列构成；而
另一侧的阵列由反Z字型图案单元形成34*34的等间距阵列构成。
[0009]所述的线极化贴片阵列由2*2相互正交的贴片单元构成，贴片单元由同轴线馈电。
[0010]所述多波束反射面天线的中心频率由线极化转圆极化的部分反射面与金属地板之间的距离决定，天线的圆极化性能由线极化转圆极化的部分反射面的十字型单元和反Z字型单元的尺寸仿真得到，十字型单元水平长度a为5.8mm，垂直长度b为5.9mm，宽度c为0.5mm；反Z字型单元的上端长度d为2.45mm，高度e为1.5mm，下端长度f为0.95mm。
[0011]线极化贴片阵列中的贴片单元是以介质板中心，分别以90
°
、180
°
、270
°
旋转对称；通过这样的布置方式，对不同极化的贴片而言，辐射的线极化波经线极化转圆极化的部分反射面可辐射出左旋和右旋圆极化波束，也就是辐射出的多波束具有极化复用功能。
[0012]所述多波束反射面天线，为实现波束全覆盖，天线的波束间距为单个天线的3dB波束宽度，线极化天线阵列天线间距等于焦径比乘以波长，并通过电磁仿真软件savant进行优化。
[0013]所述圆极化高增益谐振天线天线在15.5
‑
17.5GHz的轴比能最低达到0.8dB。
[0014]所述圆极化多波束反射面天线工作频率在16.8GHz时，波束的最大增益可达35dB，两个波束的3dB波束覆盖范围基本衔接，可实现空间上的波束全覆盖。
[0015]有益效果：与现有技术相比，本专利技术的基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，该天线件利用圆极化高增益谐振天线天线，从而实现密集的馈源排列，每个波束具有较高的方向性，较低的溢出率，不仅结构设计简单，而且易于馈电，适用于多波束天线的小型化、高定向性和高覆盖率等需求，具备很好的工程应用前景。
附图说明
[0016]图1是基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线的俯视图；
[0017]图2是基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线的侧视图；
[0018]图3是多波束反射面天线馈源的部分反射表面(上表面)；
[0019]图4是多波束反射面天线馈源的部分反射表面(下表面)；
[0020]图5是组成馈源的线极化天线阵列；
[0021]图6是天线的轴比频响；
[0022]图7是实施例的圆极化多波束反射面天线16.8GHz时的波束方向图；
[0023]图中有：旋转抛物反射面1、线极化转圆极化的部分反射面2、金属地板3、线极化天线阵列4、支架5、十字型单元6、反Z字型单元7、贴片天线8。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术的结构及性能做进一步说明。应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0025]如图1所示，基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，包括旋转抛物反射面1，在所述的旋转抛物反射面的焦点放置圆极化高增益谐振天线天线并用支架5固定。
[0026]如图1所示，所述的基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，其
馈源由线极化转圆极化的部分反射面2，金属地板3和线极化天线阵列4构成，线极化转圆极化的部分反射面2与金属地板3存在一定的距离。如图2所示，线极化转圆极化的部分反射面2的面向线极化贴片阵列4的一侧的表面存在金属图案，其图案由十字型单元6形成17*17的等间距阵列；如图3所示，线极化转圆极化的部分反射面2面向旋转抛物面1的一侧的表面存在金属图案，其图案由反Z字型单元7形成34*34的等间距阵列；如图4所示线极化天线阵列4由2*2相互正交的贴片天线8构成，贴片天线由同轴线馈电。
[0027]所述的基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线的中心频率由线极化转圆极化的部分反射面2与金属地板3之间的距离决定，天线的圆极化性能由线极化转圆极化的部分反射面2的十字型单元6和反Z字型单元7的尺寸决定；十字型单元水平长度a为5.8mm，垂直长度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，其特征在于：该多波束反射面天线包括旋转抛物反射面(1)，在所述的旋转抛物反射面(1)的焦平面上放置圆极化高增益谐振天线作为馈源并用支架(5)固定。2.根据权利要求1所述的基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，其特征在于：所述作为馈源的圆极化高增益谐振天线，由线极化转圆极化的部分反射面(2)、金属地板(3)和线极化贴片阵列(4)构成；金属地板(3)固定在支架(5)上，支架(5)的另一端固定在旋转抛物反射面(1)的边上，线极化贴片阵列(4)设置在金属地板(3)上，线极化转圆极化的部分反射面(2)平行于金属地板(3)且设置一定的距离共同构成谐振腔。3.根据权利要求2所述的作为馈源的圆极化高增益谐振天线，其特征在于：所述的线极化转圆极化的部分反射面(2)由分别设置于介质基板两侧的金属图案阵列构成，其中一侧的阵列由十字型图案单元(6)通过周期排列形成17*17的等间距阵列构成；而另一侧的阵列由反Z字型图案单元(7)形成34*34的等间距阵列构成。4.根据权利要求2所述的作为馈源的圆极化高增益谐振天线，其特征在于：所述的线极化贴片阵列(4)由2*2相互正交的贴片单元(8)构成，贴片单元(8)由同轴线馈电。5.根据权利要求2所述的基于圆极化高增益谐振天线作为馈源的多波束反射面天线，其特征在于：所述多波束反射面天线的中心频率由线极化转圆极化的部分反射面(2)与金属地板(3)之间的距离决定，天线的圆极化性能由线极化转圆极化的部分反射面(2)的十字型单元(6)和反Z字型单元(7)的尺寸仿真得到，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘震国，应振楠，陆卫兵，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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