一种下倾弯折结构的宽带双极化交叉偶极子天线制造技术

本发明专利技术涉及一种下倾弯折结构的宽带双极化交叉偶极子天线，包括交叉偶极子臂、反射器、寄生辐射单元、引向器、L型馈电探针、同轴电缆。交叉偶极子臂包括H极化与E极化阵子臂各一对，两根同轴电缆外导体分别与H极化与E极化其中的一个阵子臂的连接，内导体则通过两个L型馈电探针与对应的另外的两个阵子臂相连，以形成空间双极化辐射。阵子臂包括下倾枝节区和弯折枝节区，下倾枝节区下倾15

【技术实现步骤摘要】
一种下倾弯折结构的宽带双极化交叉偶极子天线


[0001]本专利技术属于低频段通信天线领域，具体涉及一种全金属、小型化、宽带双极化的天线。

技术介绍

[0002]双极化天线广泛的应用于通信系统中，可有效的增加通信容量，增强抗干扰能力，减弱多径效应的影响；宽频带则将多频段通信和高速率通信变成了现实，减少了天线数目，提高了通信质量；小型化技术是通信天线另一个重要的发展方向。交叉偶极子天线作为常用的双极化天线型式，已广泛应用于军民用通信、雷达、遥感及无人驾驶等领域，对其进行小型化、宽带化研究具有重要意义。针对宽带交叉偶极子小型化研究主要集中在以下方向：
[0003]1.引入谐振结构。通过在阵元上开槽，阵元周围增加环形结构等方式，改变电流传输路径，引入新的谐振频点，增加天线的阻抗带宽。
[0004]2.加载技术。根据天线等效电路呈现的电抗特性，加载电容性、电阻性或者电感器的元器件，使两者实现对消，可有效的增加带宽，缩小尺寸。
[0005]3.高介电常数介质板。对于微带型交叉偶极子，选用高介电常数介质板能有效的减小天线尺寸，但表面波会随着介质板介电常数提高而恶化，进而影响辐射效率。

技术实现思路

[0006]要解决的技术问题
[0007]针对通信天线宽带化、小型化及多极化的需求，本专利技术提供了一种全金属结构的交叉偶极子天线，通过采用下倾、弯折结构，引入寄生辐射单元，实现了宽频带与小型化。
[0008]技术方案
[0009]一种下倾折叠结构的宽带双极化交叉偶极子天线，，其特征在于包括交叉偶极子臂、反射器、寄生辐射单元、引向器、L型馈电探针、同轴电缆和支撑结构；交叉偶极子臂、反射器的对角线中心与引向器的中心同轴，支撑结构位于反射器上，交叉偶极子臂位于支撑结构上，引向器位于交叉偶极子臂正上方，寄生辐射单元以交叉偶极子臂连接线为中心，等角度间隔排列；两对交叉偶极子臂旋转对称，交叉偶极子臂下倾15
°
；交叉偶极子臂包含H极化与E极化阵子臂各一对，两根同轴电缆外导体分别与H极化与E极化其中的一个阵子臂的连接，内导体则通过两个L型馈电探针与对应的另外的两个阵子臂相连，以形成空间双极化辐射。
[0010]本专利技术进一步的技术方案：所述阵子臂包括下倾枝节区和弯折枝节区，下倾枝节区前半部分形状为三角形，后半部分形状为矩形，下倾枝节区下倾15
°
；弯折枝节区形状为矩形。
[0011]本专利技术进一步的技术方案：所述下倾枝节区与弯折枝节区连接处尺寸一致，下倾枝节区长度大于弯折枝节区的长度。
[0012]本专利技术进一步的技术方案：所述交叉偶极子臂距离反射器距离为中频的四分之一
波长。
[0013]本专利技术进一步的技术方案：所述寄生辐射单元由八根高度相同的金属圆柱组成，一种是交叉偶极子臂间辐射柱，一种是交叉偶极子臂端辐射柱，两种辐射柱以阵子臂中心连接线的中心位置为圆点，等角度间隔的排布在两个不同半径的圆上。
[0014]本专利技术进一步的技术方案：所述引向器为圆形，圆半径不小于中心工作频率的八分之一波长，与L型馈电探针的距离不超过中心工作频率的十分之一个波长。
[0015]本专利技术进一步的技术方案：所述引向器通过四根聚四氟乙烯柱子固定在交叉偶极子臂上。
[0016]本专利技术进一步的技术方案：所述两个L型馈电探针上下交叉排布。
[0017]有益效果
[0018]本专利技术提供的一种下倾弯折结构的宽带双极化交叉偶极子天线，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0019]1、天线尺寸明显减小，重量降低。传统交叉偶极子天线一般不小于0.5λ
×
0.5λ
×
0.25λ，λ为低频波长，此交叉偶极子天线采用下倾弯折设计，将天线尺寸控制在0.35λ
×
0.35λ
×
0.19λ，极大的缩小的天线单元尺寸，避免了单元组阵时相互交叠，同时较小的尺寸会带来重量上的优势。
[0020]2、天线带宽增加，两个极化隔离度提高。引入的寄生辐射机构能产生二次辐射，使天线产生多个谐振点，将传统交叉偶极子天线的相对带宽从40％提高到约85％；此外，偶极子间的寄生辐射单元还能降低阵子间的耦合效应，进而提高两个极化间的隔离度。
[0021]3、天线功率容量大大增加。天线本体为全金属形式，两对交叉偶极子通过两根同轴线直接馈电，省去了馈电巴伦，提升了天线功率容量。
附图说明
[0022]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0023]图1下倾弯折结构的交叉偶极子天线示意图；
[0024]图2寄生辐射单元示意图；
[0025]图3L型馈电探针示意图；
[0026]图4支撑结构示意图；
[0027]图5交叉偶极子臂示意图；
[0028]图6实例1天线阵列示意图；
[0029]其中附图标记的含义为：
[0030]1‑
交叉偶极子臂；2
‑
反射器；3
‑
寄生辐射单元；4
‑
引向器；5
‑
L型馈电探针；6
‑
同轴电缆；7
‑
支撑结构；8
‑
下倾枝节区；9
‑
弯折枝节区。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此
之间未构成冲突就可以相互组合。
[0032]本专利技术通过以下设计点来实现宽频带与小型化：
[0033]1.下倾弯折型交叉偶极子的设计
[0034]天线的四个阵子臂形状相同，阵子臂前半部分呈三角形，避免了相邻阵子间的相互交叠，后半部分设计成矩形。设计时将阵子臂下倾15
°
，尾部向上弯折，增加了电流的传输路径，降低了横向尺寸与剖面高度。两对交叉阵子臂交错排布，通过两根同轴线馈电，同轴线外导体与其中的两个阵子臂连接，内导体通过两个L型探针与其他两个阵子臂相连，产生水平与垂直两个极化分量，为减小后向辐射及出于密封考虑，将同轴线外导体与反射器紧密连接。支撑结构选用低介电常数的聚四氟乙烯，以减少对天线性能的影响。
[0035]2.寄生辐射单元的设计
[0036]二次辐射结构由八根固定在反射器上的等角度间隔排列金属柱组成。根据排布位置不同，可将八根金属柱分成两个类型：一种是交叉偶极子臂间辐射柱，一种是交叉偶极子臂端辐射柱，两种辐射柱以阵子臂中心连接线的中心位置为圆点，等角度间隔的排布在两个不同半径的圆上。交叉偶极子臂间辐射柱除产生二次辐射拓宽带宽外，还能有效的提高阵子臂之间的隔离度。
[0037]3.引向器设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下倾折叠结构的宽带双极化交叉偶极子天线，其特征在于包括交叉偶极子臂(1)、反射器(2)、寄生辐射单元(3)、引向器(4)、L型馈电探针(5)、同轴电缆(6)和支撑结构(7)；交叉偶极子臂(1)、反射器(2)的对角线中心与引向器(4)的中心同轴，支撑结构(7)位于反射器(2)上，交叉偶极子臂(1)位于支撑结构(7)上，引向器(4)位于交叉偶极子臂(1)正上方，寄生辐射单元(3)以交叉偶极子臂(1)连接线为中心，等角度间隔排列；两对交叉偶极子臂(1)旋转对称，交叉偶极子臂(1)下倾15
°
；交叉偶极子臂(1)包含H极化与E极化阵子臂各一对，两根同轴电缆(6)外导体分别与H极化与E极化其中的一个阵子臂的连接，内导体则通过两个L型馈电探针(5)与对应的另外的两个阵子臂相连，以形成空间双极化辐射。2.根据权利要求1所述一种下倾折叠结构的宽带双极化交叉偶极子天线，其特征在于：所述阵子臂包括下倾枝节区(8)和弯折枝节区(9)，下倾枝节区(8)前半部分形状为三角形，后半部分形状为矩形，下倾枝节区(8)下倾15
°
；弯折枝节区(9)形状为矩形。3.根据权利要求2所述一种下倾折叠结...

【专利技术属性】
技术研发人员：石俊峰，尹应增，程杰，余铁军，冯甘霖，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：