一种圆极化背腔缝隙天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种圆极化背腔缝隙天线，包括：调谐腔体、馈电腔体和扰动件，调谐腔体、馈电腔体和扰动件均由金属材料制成，调谐腔体包括第一面板、和第一面板相对的第二面板及连接于第一面板和第二面板之间的侧壁，第一面板开设辐射缝隙，辐射缝隙为孔状结构，第二面板开设馈电缝隙，馈电腔体连接于第二面板的背离第一面板侧，馈电腔体包围馈电缝隙，馈电腔体连接有同轴馈电端子，侧壁的内侧连接有两扰动件，扰动件具有朝内的反射面，反射面和馈电缝隙的长度方向之间具有夹角，第一面板、第二面板、侧壁和反射面共同围合形成谐振腔。本方案的天线结构简单，而且可以同时具有AR带宽高和AR波束宽度宽的特点。高和AR波束宽度宽的特点。高和AR波束宽度宽的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种圆极化背腔缝隙天线


[0001]本技术属于通信设备
，尤其涉及一种圆极化背腔缝隙天线。

技术介绍

[0002]圆极化(CP)天线可以降低极化失配和多径干扰，广泛应用于定位、导航、卫星和雷达无线通信系统中。
[0003]基于简并模式的CP缝隙天线单元通常存在轴比(AR)带宽窄的问题，因此，在相关技术中，会设计缝隙阵列以获得较宽的AR带宽，其中缝隙阵列的馈电网络带来了宽带特性。作为CP天线的另一个重要特性，通常需要较宽的AR波束宽度来扩大覆盖范围。然而，在相关技术中，除了在窄AR带宽时，CP缝隙天线的AR波束宽度据报道只能在中心频率处获得。
[0004]因此，一方面，相关的CP缝隙天线的AR波束宽度和AR带宽都比较窄，另一方面，尽管采用缝隙阵列可以提高宽带AR带宽，但是由于天线尺寸大，它们存在AR波束宽度窄的问题。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于提供一种圆极化背腔缝隙天线，不但天线结构简单，而且可以同时具有AR带宽高和AR波束宽度宽的特点。
[0006]为解决上述技术问题，本技术是这样实现的，一种圆极化背腔缝隙天线，包括：调谐腔体、馈电腔体和扰动件，所述调谐腔体、所述馈电腔体和所述扰动件均由金属材料制成，所述调谐腔体包括第一面板、和所述第一面板相对的第二面板及连接于所述第一面板和所述第二面板之间的侧壁，所述第一面板开设辐射缝隙，所述辐射缝隙为边缘光滑的孔状结构，所述第二面板开设馈电缝隙，所述馈电腔体连接于所述第二面板的背离所述第一面板侧，所述馈电腔体包围所述馈电缝隙，所述馈电腔体连接有同轴馈电端子，所述同轴馈电端子的中心馈电线伸入所述馈电腔体内，所述侧壁的内侧连接有两所述扰动件，所述扰动件具有朝内的反射面，所述反射面和所述馈电缝隙的长度方向之间具有夹角，所述第一面板、所述第二面板、所述侧壁和所述反射面共同围合形成谐振腔。
[0007]进一步地，所述第一面板和所述第二面板相互平行；
[0008]两所述扰动件中心对称地分布于所述馈电缝隙的周围，且对称中心为所述馈电缝隙的中心；所述反射面垂直于所述第一面板。
[0009]进一步地，所述反射面和所述馈电缝隙的长度方向的夹角在30
°‑
60
°
。
[0010]进一步地，所述辐射缝隙为圆形，所述辐射缝隙的中心和所述馈电缝隙的中心正对。
[0011]进一步地，所述辐射缝隙的直径和所述馈电缝隙长度的比值在0.6
‑
1.2；所述馈电缝隙的长度和所述馈电缝隙的宽度的比值在2
‑
10。
[0012]进一步地，所述辐射缝隙为椭圆形，所述辐射缝隙的中心和所述馈电缝隙的中心正对，所述辐射缝隙的长轴方向和所述馈电缝隙的长度方向之间具有夹角。
[0013]进一步地，所述辐射缝隙的长轴方向垂直于所述馈电缝隙的长度方向，所述辐射缝隙的长轴直径和所述辐射缝隙的短轴直径比值在1.05
‑
3，所述辐射缝隙的长轴直径和所述馈电缝隙的长度的比值在0.8
‑
2，所述馈电缝隙的长度和所述馈电缝隙的宽度的比值在2
‑
10。
[0014]进一步地，所述中心馈电线平行于所述第二面板的板面，所述中心馈电线垂直于所述馈电缝隙的长度方向。
[0015]进一步地，所述中心馈电线伸入所述馈电腔体内的长度和所述馈电缝隙的长度的比值在0.3
‑
0.8。
[0016]进一步地，所述第一面板和所述第二面板为宽度相同的正方形，所述第一面板和所述第二面板之间的距离小于所述第一面板的宽度。
[0017]本技术中圆极化背腔缝隙天线与现有技术相比，有益效果在于：
[0018]信号可以通过馈电腔体和同轴馈电端子从馈电缝隙馈入，通过两个扰动件，可以产生两个面向CP辐射的简并腔模，光滑的孔状结构的辐射缝隙可以将信号辐射出。本方案的天线结构简单，具有稳定的辐射增益和方向图，且同时具有较高的AR带宽和较宽的AR波束宽度。
附图说明
[0019]图1是本技术实施例中第一种实现方式的圆极化背腔缝隙天线的结构示意图：(a)三维视图；(b)XY平面的顶视图；(c)XZ平面的侧视图；
[0020]图2是本技术实施例中第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线的结构示意图：三维视图(上)；XY平面的顶视图(左下)；XZ平面的侧视图(右下)；
[0021]图3是第一种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在有扰动件(Lt＝12mm)和没有扰动件(Lt＝0mm)时的模拟结果；
[0022]图4是第一种实现方式的圆极化背腔缝隙天线的电场分布：(a)3.68ghz 的电场分布；(b)3.78ghz的电场分布；(c)3.75GHz下在t＝0时的电场分布；(d) 3.75GHz下在t＝T/4时的电场分布；
[0023]图5是谐振腔尺寸的参数研究：(a)a和b的影响；(b)c的影响；
[0024]图6是第一种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在不同扰动件Lt尺寸和辐射缝隙R尺寸条件下Ex和Ey的幅度比和相位差：(a)幅度比；(b)相位差；
[0025]图7模拟了第一种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在不同扰动件Lt尺寸和辐射缝隙R尺寸条件下的AR；
[0026]图8是第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在辐射缝隙为不同尺寸时的 AR；
[0027]图9是第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在t＝0和t＝T/4时，辐射缝隙内的电场方向：(a)和(b)3.4GHz；(c)和(d)3.5GHz；(e)和(f)3.6 GHz；
[0028]图10是第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线：(a)在3.5ghz的XZ平面和YZ平面上的Ex和Ey的幅度比和(b)相位差与θ的函数；
[0029]图11模拟了第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在3.5ghz下的AR波束宽度；
[0030]图12是馈电缝隙参数和阻抗匹配的关系图：(a)长度Lf和(b)宽度Wf；
[0031]图13是第二种实现方式(实线和带图形的实线)的圆极化背腔缝隙天线和第一种
实现方式(虚线和带图形的虚线)的圆极化背腔缝隙天线的比较：(a)| S11|和轴向比；(b)实现的增益和孔径效率；
[0032]图14是第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线的样品照片：(a)全视图， (b)顶视图；
[0033]图15是第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线的测量(Measured)和模拟 (Simulated)结果：(a)S11和效率；(b)增益和轴比，其中TE表示总效率， AE表示孔径效率；
[0034]图16是第二种实现方式的圆极化背腔缝隙天线在不同频率下的测量 (Mea.)和模拟(Sim.)辐射模式：(a)、(b)和(c)在3.4GHz；(d)、(e)和(f) 在3.5GHz；(g)、(h)和(i)在3.6GHz；
[0035]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆极化背腔缝隙天线，其特征在于，包括：调谐腔体(1)、馈电腔体(2)和扰动件(3)，所述调谐腔体(1)、所述馈电腔体(2)和所述扰动件(3)均由金属材料制成，所述调谐腔体(1)包括第一面板、和所述第一面板相对的第二面板及连接于所述第一面板和所述第二面板之间的侧壁(13)，所述第一面板开设辐射缝隙(11)，所述辐射缝隙(11)为边缘光滑的孔状结构，所述第二面板开设馈电缝隙(12)，所述馈电腔体(2)连接于所述第二面板的背离所述第一面板侧，所述馈电腔体(2)包围所述馈电缝隙(12)，所述馈电腔体(2)连接有同轴馈电端子(21)，所述同轴馈电端子(21)的中心馈电线(211)伸入所述馈电腔体(2)内，所述侧壁(13)的内侧连接有两所述扰动件(3)，所述扰动件(3)具有朝内的反射面，所述反射面和所述馈电缝隙(12)的长度方向之间具有夹角，所述第一面板、所述第二面板、所述侧壁(13)和所述反射面共同围合形成谐振腔。2.根据权利要求1所述的圆极化背腔缝隙天线，其特征在于，所述第一面板和所述第二面板相互平行；两所述扰动件(3)中心对称地分布于所述馈电缝隙(12)的周围，且对称中心为所述馈电缝隙(12)的中心；所述反射面垂直于所述第一面板。3.根据权利要求2所述的圆极化背腔缝隙天线，其特征在于，所述反射面和所述馈电缝隙(12)的长度方向的夹角在30
°‑
60
°
。4.根据权利要求2所述的圆极化背腔缝隙天线，其特征在于，所述辐射缝隙(11)为圆形，所述辐射缝隙(11)的中心和所述馈电缝隙(12)的中心正对。5.根据权利要求4所述的圆极化背腔缝隙天线，其特征在于，所述辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世伟，陈瑞森，赵丙雄，葛建华，黄杰，吴本涛，袁素华，邓玉龙，王锐，朱刚，黄冠龙，
申请(专利权)人：广州智讯通信系统有限公司，
类型：新型
国别省市：