本实用新型专利技术提供一种双极化平板天线单元，包括天线主体，天线主体的上端开设有辐射口径，辐射口径的下端设置有谐振腔体，谐振腔体的下端经过阶梯型阻抗变化段与正方形馈电波导的上端相通，在天线主体的侧面还分别设置有第一波导馈电端口和第二波导馈电端口，第一波导馈电端口、第二波导馈电端口与正方形馈电波导构成正交模转换器，在第一波导馈电端口的外端设置有第一法兰，在第二波导馈电端口的外端设置有第二法兰。其效果是：结构简单，加工方便，可以通过3D打印一体快速加工成型，辐射口径具有较大增益和口径效率，单元具有低交叉极化和低副瓣特性。化和低副瓣特性。化和低副瓣特性。
【技术实现步骤摘要】
一种双极化平板天线单元
[0001]本技术涉及天线
，具体涉及一种双极化平板天线单元。
技术介绍
[0002]随着无线通信技术的发展，目前对双极化天线的需求越来越多，常见的双极化天线包括双极化微带阵列天线、双极化波导阵天线等。微带天线由于其剖面底、体积小、易于和载体共形的特点，已获得了广泛的应用，根据应用的需要，已研制出多种线极化、圆极化、双极化及多极化的结构形式，但是由于介质损耗的缘故，高增益的大型微带阵列的效率总是很低。
[0003]对于双极化波导阵天线，大部分研究人员在波导缝隙阵天线的基础上做改进，常规的波导缝隙阵中作为辐射元的缝隙其位置和取向是固定的，缝单元的辐射极化也因此而固定，所以一副波导缝隙天线通常只能提供一种极化，为了实现双极化工作，通常采用两种单极化波导缝隙天线组阵的形式，天线存在结构复杂、口面利用效率低。
技术实现思路
[0004]基于上述需求，本技术的目的在于提出一种双极化平板天线单元，通过对天线主体结构进行改进，通过构建正交模转换器实现双线极化馈电。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种双极化平板天线单元，其关键在于：包括天线主体(1)，所述天线主体(1)的上端开设有辐射口径(2)，所述辐射口径(2)的下端设置有谐振腔体(3)，所述谐振腔体(3)的下端经过阶梯型阻抗变化段(4)与正方形馈电波导(5)的上端相通，在所述天线主体(1)的侧面还分别设置有第一波导馈电端口(6)和第二波导馈电端口(7)，所述第一波导馈电端口(6)、所述第二波导馈电端口(7)与所述正方形馈电波导(5)构成正交模转换器，在所述第一波导馈电端口(6)的外端设置有第一法兰(8)，在所述第二波导馈电端口(7)的外端设置有第二法兰(9)。
[0007]可选地，所述辐射口径(2)呈正方形，且内部设置有十字形的分离架(21)。
[0008]可选地，所述正方形馈电波导(5)的内腔设置有用于隔离所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)的金属膜片(10)，所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)分别位于所述金属膜片(10)的上下两侧。
[0009]可选地，所述天线主体(1)、所述辐射口径(2)、所述谐振腔体(3)、所述阶梯型阻抗变化段(4)、所述正方形馈电波导(5)所述第一波导馈电端口(6)、所述第二波导馈电端口(7)、所述第一法兰(8)、所述第二法兰(9)以及所述金属膜片(10)均通过3D打印一体成型。
[0010]可选地，所述阶梯型阻抗变化段(4)按照正方形口径设置有1～5级阶梯。
[0011]可选地，所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)分别通过耦合缝隙与所述正方形馈电波导(5)之间进行能量耦合。
[0012]可选地，所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)均采用矩形波导
结构，且所述第一波导馈电端口(6)用于提供x轴方向线极化，所述第二波导馈电端口(7)用于提供y轴方向线极化。
[0013]可选地，所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)内部的矩形耦合缝隙设置呈阶梯型。
[0014]可选地，所述第一法兰(8)和所述第二法兰(9)呈矩形状。
[0015]可选地，所述天线主体(1)的主体轮廓呈长方体状。
[0016]本技术的效果是：
[0017]本技术提出的一种双极化平板天线单元，结构简单，加工方便，可以通过3D打印一体快速加工成型，辐射口径具有较大增益和口径效率，单元具有低交叉极化和低副瓣特性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术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。
[0019]图1为本技术提供的双极化平板天线单元的立体结构示意图；
[0020]图2为本技术提供的双极化平板天线单元的俯视图；
[0021]图3为图2的A
‑
A剖视图；
[0022]图4为本技术提供的双极化平板天线单元的内部结构示意图；
[0023]图5为本技术提供的双极化平板天线S参数仿真结果；
[0024]图6为本技术提供的双极化平板天线y极化E面和H面方向图(f＝25GHz)；
[0025]图7为本技术提供的双极化平板天线x极化E面和H面方向图(f＝25GHz)；
[0026]图8为本技术提供的双极化平板天线y方向极化的增益随频率变化曲线；
[0027]图9为本技术提供的双极化平板天线x方向极化的增益随频率变化曲线。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0029]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0030]如图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供了一种双极化平板天线单元，包括天线主体1，所述天线主体1的上端开设有辐射口径2，所述辐射口径2的下端设置有谐振腔体3，所述谐振腔体3的下端经过阶梯型阻抗变化段4与正方形馈电波导5的上端相通，在所述天线主体1的侧面还分别设置有第一波导馈电端口6和第二波导馈电端口7，所述第一波导馈电端口6、所述第二波导馈电端口7与所述正方形馈电波导5构成正交模转换器，在所述第一波导馈电端口6的外端设置有第一法兰8，在所述第二波导馈电端口7的外端设置有第二法兰9，在所述正方形馈电波导5的内腔设置有用于隔离所述第一波导馈电端口6和所述第二波导馈电端口7的金属膜片10，所述第一波导馈电端口6和所述第二波导馈电端口7分别位于所述金属膜片10的上下两侧，所有部件通过3D打印工艺一体成型，结构简单，加工迅速。
[0031]通过图1和图2可以看出，在本实施例中，所述天线主体1的主体轮廓呈长方体状，所述辐射口径2呈正方形，且内部设置有十字形的分离架21，谐振腔体3的截面开口也呈正方形，阶梯型阻抗变化段4按照正方形口径设置有3级阶梯，通过分离架21将正方形的辐射口径2等分成2*2的阵列，谐振腔体3与辐射口径2相连的四个角的电场等幅同相，等同于由4个小的辐射口径组成，电场分布类似于阵列电场分布，使其具备较大增益和口径效率，正方形馈电波导5通过阶梯型阻抗变化段4与谐振腔体3相连，谐振腔体3和延长的辐射口径2等结构可有效增强天线带宽，并在工作频带内有稳定的方向图，能够实现较好的宽带匹配。
[0032]通过图3和图4可以看出，所述第一波导馈电端口6和所述第二波导馈电端口7分别通过耦合缝隙与所述正方形馈电波导5之间进行能量耦合，其中，第一波导馈电端口6和第二波导馈电端口7均采用矩形波导结构，第一波导馈电端口6用于提供x轴方向线极化，第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双极化平板天线单元，其特征在于：包括天线主体(1)，所述天线主体(1)的上端开设有辐射口径(2)，所述辐射口径(2)的下端设置有谐振腔体(3)，所述谐振腔体(3)的下端经过阶梯型阻抗变化段(4)与正方形馈电波导(5)的上端相通，在所述天线主体(1)的侧面还分别设置有第一波导馈电端口(6)和第二波导馈电端口(7)，所述第一波导馈电端口(6)、所述第二波导馈电端口(7)与所述正方形馈电波导(5)构成正交模转换器，在所述第一波导馈电端口(6)的外端设置有第一法兰(8)，在所述第二波导馈电端口(7)的外端设置有第二法兰(9)。2.根据权利要求1所述的双极化平板天线单元，其特征在于：所述辐射口径(2)呈正方形，且内部设置有十字形的分离架(21)。3.根据权利要求1或2所述的双极化平板天线单元，其特征在于：所述正方形馈电波导(5)的内腔设置有用于隔离所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)的金属膜片(10)，所述第一波导馈电端口(6)和所述第二波导馈电端口(7)分别位于所述金属膜片(10)的上下两侧。4.根据权利要求3所述的双极化平板天线单元，其特征在于：所述天线主体(1)、所述辐射口径(2)、所述谐振腔体(3)、所述阶梯型阻抗变化...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑶，肖亮，唐金，魏伟，钮浪，陈斯，陶林，
申请(专利权)人：成都空间矩阵科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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