【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线工程，涉及一种有天线盖板加载的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线及其研制方法，具有多天线在腔体内共存，辐射波束方向倾斜等特点。
技术介绍
1、在各种大型载体平台上，往往需要安装多副承担不同通讯功能的天线，尤其是在军用机载平台上，通讯，导航等功能需要性能足够稳定的天线，需要装备的天线数目则会更多。当众多的天线暴露在平台外安装时，载体平台的气动性会因此受到影响，因此对于安装在载体平台上的天线来说，天线凸出外形的常规安装方式对载体自身气动性的不良影响时需要解决的问题。
2、另一方面移动通信的快速发展使得倾斜波束天线成为无线通信系统中必不可少的一部分。现阶段天线波束倾斜主要通过阵列天线方向图综合、波束赋形和相控阵等技术实现，而这些实现方法一般必须经过波束算法合成，同时阵列天线较大的尺寸和复杂的馈电网络限制了其应用范围。如何通过天线结构达到固定波束倾斜角度，实现天线波束倾斜的一体化设计，成为天线研究和应用中另一个亟待解决的难题。
3、针对上面提到的问题，具有固定倾斜波束的埋腔单天线具有显著优势。首先，天线放置于金属腔体内，在安装时可隐藏在机载平台下方从而不影响机载平台的气动性；其次，单天线本身具有固定的倾斜波束，从而简化了馈电网络的设计以及减小了天线尺寸。
4、2020年，文献“a wideband dual-polarized aperture-coupled antennaembedded in a small metal cavity”提出了一种双线极化的小型埋腔天线，天线由多层辐射
5、在文献“倾斜波束圆极化天线的csrr-fs结构设计研究”中，作者通过在螺旋天线一侧放置开口谐振环的方法实现了天线的带宽展宽以及波束的倾斜辐射；在文献“倾斜波束非对称saars微带天线设计”中，作者设计了单臂非对称螺旋天线，实现了波束倾角为30°的倾斜辐射。但是这些设计都存在置于金属地板上方以及波束覆盖范围窄的问题。
6、针对上述存在问题，本专利技术公开了一种有天线盖板加载的多频双极化倾斜波束的埋腔天线。
技术实现思路
1、本专利技术在上述
技术介绍
的基础上，针对现有技术的不足，提出了一种有天线盖板加载的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，腔体内存在四种宽带天线，分别以垂直极化和水平极化的极化特性工作在两个不同的频段，通过对天线加载单侧金属挡板、非轴中心摆放、腔体内部加载金属波浪板等技术手段，最终四幅天线都实现了倾斜辐射，倾斜角为45°，同时该专利技术考虑到了天线盖板结构及材料的复杂性，可以更好地应用在各个场景。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下解决方案：
3、一种多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于金属腔体中包含了四种不同功能的天线。所述以水平极化特性工作在频段一的天线是由一个偶极子天线实现的，偶极子天线包括介质基板、介质板上的金属层、同轴馈电线、金属地板以及用来实现倾斜波束辐射的金属反射板，同时所述天线被支撑板支撑放置在腔体中间高度。
4、所述以垂直极化特性工作在频段一的天线是由一个二元盘锥型天线阵列实现的，每个盘锥型天线都包括了一个金属锥型体以及一个十字型的金属板，同时十字型金属板由四根与腔体地板垂直的金属柱支撑，二元盘锥型天线阵通过一个连接有同轴连接器的威尔金森功分器来等幅同向馈电。
5、所述以水平极化特性工作在频段二的天线是由一个偶极子天线实现的，偶极子天线包括介质基板、介质板上的金属层、同轴馈电线、金属地板以及金属反射板，所述天线由支撑板支撑在腔体的上方位置，并于所述以垂直极化特性工作在频段二的天线并排平行放置。
6、所述以垂直极化特性工作在频段二的天线是由一个放置在腔体上方位置的盘锥型天线实现的，所述天线包括一个金属锥型体、十字型金属板、金属地板、金属反射板以及同轴连接器，同时十字型金属板由四根与金属地板垂直的金属柱支撑，所述天线由支撑板支撑在腔体的上方位置。
7、进一步地，为了使以垂直极化特性工作在频段一的天线的电磁波顺利辐射出腔体，在金属腔体的一侧增加了波浪形金属板，起到了导波的作用。
8、进一步地，为了更好地应用在机载平台的各个场景，所述埋腔天线还包含了天线盖板，天线盖板由六层结构构成，并使用了六种材料。
9、综上所述，本专利技术的优点为：
10、本专利技术同时考虑了机载平台的气动性以及通信系统对倾斜波束的需求，首次实现了埋腔天线的倾斜波束辐射，同时做到了腔体内多频段多极化天线共存，使得埋腔天线可以应用在多种场景，另外该专利技术考虑了天线盖板材料结构的多样性，使得天线更具有实用性。
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1.一种多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，天线腔体内存在四种宽带天线，分别以垂直极化和水平极化的极化特性工作在两个不同的频段，所述埋腔天线包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、金属腔体、波浪金属板以及天线盖板；所述第一天线由第一支撑板固定在金属腔体的中间高度位置；所述第二天线放置在金属腔体的底部；所述第三天线由第二支撑板支撑在金属腔体的上方位置；所述第四天线由第二支撑板支撑在金属腔体的上方位置，同时与第三天线并排平行放置；所述波浪金属板倾斜摆放至金属腔体内；所述天线盖板固定在金属腔体的上方。
2.根据权利要求1所述的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，所述第一天线包括第一介质基板和设于所述第一介质基板上的天线辐射单元、设于所述第一介质基板正下方的第一金属地板、设于所述第一介质基板以及第一金属地板侧边的第一金属反射板、第一馈电同轴线以及第一支撑板；所述天线辐射单元由四片金属层构成，包括四块椭圆形金属片；所述第一金属反射板由圆弧形金属构成；所述第一馈电同轴线与第一介质基板上的天线辐射单元以及第一金属地板连接；所述第一支撑板以圆弧的形状固定在金属腔
3.根据权利要求1所述的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，所述第二天线包括第一金属锥形体、第一十字形金属板、第二介质基板、第二同轴连接器以及威尔金森功分器；所述第一金属锥型体包含两个平行放置在金属腔体底部的金属锥型体；所述第一十字形金属板包含了两个放置在第一金属锥型体上方的十字型金属盖板以及盖板四周四根与金属腔体底部垂直连接的金属柱；所述第二介质基板上设置了威尔金森功分器，其中100欧姆的隔离电阻被焊接在威尔金森功分器的两条通路之间，所述第二介质基板放置在金属腔体的底部，第一金属锥形体的下方；所述第二同轴连接器与威尔金森功分器连接以及金属腔体底部连接。
4.根据权利要求1所述的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，所述第三天线包括第三介质基板和设于所述第三介质基板上的天线辐射单元、设于所述第三介质基板正下方的第二金属地板、设于所述第三介质基板以及第二金属地板侧边的第二金属反射板、第三馈电同轴线；所述天线辐射单元由四片金属层构成，包括两块椭圆形金属片以及两块扇形金属片；所述第二金属反射板由圆弧形金属构成；所述第三馈电同轴线与第三介质基板上的天线辐射单元以及第二金属地板连接。
5.根据权利要求1所述的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，所述第四天线包括第二金属锥型体，第二十字型金属板，第三金属地板，第三金属反射板，第四同轴连接器以及第二支撑板；所述第二十字型金属板包含了放置在第二金属锥型体上方的十字型金属盖板以及十字型金属盖板四周四根与第三金属地板垂直连接的金属柱；所述第三金属反射板由圆弧形金属构成，设于所述第二金属锥型体、第二十字型金属板以及第三金属地板的侧边；所述第四同轴连接器与第二金属锥型体以及第三金属地板连接；所述第二支撑板以圆弧的形状固定在金属腔体的上方，同时位于第二金属地板与第三金属地板下方，用来支撑第二金属地板、第三金属地板、第二金属反射板、第三金属反射板以及第二金属锥型体。
...【技术特征摘要】
1.一种多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，天线腔体内存在四种宽带天线，分别以垂直极化和水平极化的极化特性工作在两个不同的频段，所述埋腔天线包括：第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、金属腔体、波浪金属板以及天线盖板；所述第一天线由第一支撑板固定在金属腔体的中间高度位置；所述第二天线放置在金属腔体的底部；所述第三天线由第二支撑板支撑在金属腔体的上方位置；所述第四天线由第二支撑板支撑在金属腔体的上方位置，同时与第三天线并排平行放置；所述波浪金属板倾斜摆放至金属腔体内；所述天线盖板固定在金属腔体的上方。
2.根据权利要求1所述的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，所述第一天线包括第一介质基板和设于所述第一介质基板上的天线辐射单元、设于所述第一介质基板正下方的第一金属地板、设于所述第一介质基板以及第一金属地板侧边的第一金属反射板、第一馈电同轴线以及第一支撑板；所述天线辐射单元由四片金属层构成，包括四块椭圆形金属片；所述第一金属反射板由圆弧形金属构成；所述第一馈电同轴线与第一介质基板上的天线辐射单元以及第一金属地板连接；所述第一支撑板以圆弧的形状固定在金属腔体的中间高度，位于所述第一金属地板的下方，用来支撑第一金属地板以及第一金属反射板。
3.根据权利要求1所述的多频段双极化倾斜波束的埋腔天线，其特征在于，所述第二天线包括第一金属锥形体、第一十字形金属板、第二介质基板、第二同轴连接器以及威尔金森功分器；所述第一金属锥型体包含两个平行放置在金属腔体底部的金属锥型体；所述第一十字形金属板包含了两个放置在第一金属锥型体上方的十...
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