【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及雷达电子战天线技术，具体涉及一种宽带宽角覆盖圆极化天线组合，可应用于各种需要宽频带宽角度波束覆盖的载体平台上。
技术介绍
1、在机载和弹载雷达电子战系统中，常使用圆极化天线进行辐射或接受电磁信号，这是因为，在飞行器旋转和机动飞行中，圆极化不会因为极化失配导致信号减弱，同时能够抑制雨雾等反射杂波的干扰，具有较强的抗干扰能力，有利于空间中电磁波的接受。由于无人机和弹载平台上空间较为狭小，需要一副天线可以实现多种功能，或多个频段天线可以共口径工作，相互之间互不影响。
2、目前现有的宽带宽角覆盖圆极化天线形式主要采用磁电偶极子、平面螺旋天线、微带天线和自相移交叉偶极子的形式实现。其中，磁电偶极子具有较宽的阻抗带宽，但其电偶极子和磁偶极子为非对称结构，这导致随着频率的变化其方向图波动较大。平面螺旋天线要实现单向辐射，必须在反射腔中加入吸波材料，这一方法导致其辐射效率大大降低。微带天线和自相移交叉偶极子天线的阻抗带宽较窄，并且低仰角处增益较低，使得其应用受到限制。且上述4种天线形式，在低仰角(20°以下)处天线增益较低(<0db)，这导致接收信号的灵敏度降低，系统整体性能收到限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种宽带宽角覆盖圆极化天线组合。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种宽带宽角覆盖圆极化天线组合，由宽带喇叭天线和全向天线组成，宽带喇叭天线位于上层，全向天线天线位于下层，其中：
3、宽带喇叭天线为四脊喇叭
4、全向天线具有圆极化器，圆极化器包括5层柔性泡沫垫板和4层极化栅片，柔性泡沫垫板和层极化栅片间隔设置，相邻2层柔性泡沫垫板之间设置1层极化栅片，每层极化栅片由聚酰亚胺薄膜上印制平行排列的覆铜折线栅条组成，每一条折线栅条由折线栅单元周期性重复得到，通过加载圆极化器的方式，实现圆极化辐射。
5、进一步的，所述宽带喇叭天线包括喇叭侧壁、水平极化射频连接器、垂直极化射频连接器、反射背腔和4个呈圆周状排列的脊片，脊片固定在喇叭侧壁上，两个正对的脊片在一个平面内构成一个双脊结构，相邻的脊构成的平面相互垂直；脊片上有通孔，水平极化射频连接器和垂直极化射频连接器固定在反射背腔上，水平极化射频连接器的内导体和垂直极化射频连接器的内导体正交，错开贯穿相邻脊片的通孔，并对应连接至对向的脊片内。
6、进一步的，所述全向天线包括金属圆盘底座、锥形辐射体、射频连接器和圆极化器，金属圆盘底座中心处有通孔，射频连接器固定在金属圆盘底座上，频连接器的内导体贯穿金属圆盘底座，插入到锥形辐射体内部，圆极化器为空心圆柱状，固定在锥形辐射体外围。
7、进一步的，所述折线栅单元轴线与锥形辐射体8中心轴线之间的夹角为45°。
8、进一步的，所述圆极化器还包括泡沫支撑结构件，柔性极化栅片和柔性泡沫材料围绕在泡沫支撑结构件上；泡沫支撑结构件外侧为圆柱形，内侧为圆锥形，与锥形辐射体形状贴合，中心有通孔，使得射频连接器从中心贯穿，泡沫支撑结构上端与锥形辐射体固定，下端与金属圆盘底座固定，固定圆极化器的同时，支撑锥形辐射体。
9、进一步的，所述金属圆盘底座和锥形辐射体之间设置有椎体支撑架，椎体支撑架为圆筒状，锥形辐射体的下端插入到椎体支撑架内，且与椎体支撑架通过相互接触的斜面进行配合。
10、进一步的，所述椎体支撑架使用非金属的介质材料制作。
11、进一步的，所述圆极化器的4层极化栅片中，第1片与第4片上印制图形的参数相同，第2片与第3片上印制图形的参数相同；
12、第1片与第4片的参数如下：相邻折线栅条之间的间距为s＝0.47λ0，折线栅条单元周期宽度p为0.1λ0，周期高度h＝0.13λ0，折线栅条的线宽t1＝0.0253λ0，t2＝0.0137λ0；第2片与第3片的参数如下：相邻折线栅条之间的间距为s＝0.47λ0，折线栅条单元周期宽度p为0.145λ0，周期高度h＝0.2λ0，线宽t1＝0.036λ0，t2＝0.059λ0。λ0为中心频率对应的波长，其中λ0为中心频率对应的自由空间波长。
13、进一步的，每层柔性泡沫垫板的厚度为0.164λ0，其中λ0为中心频率对应的自由空间波长。
14、进一步的，工作原理为：喇叭天线覆盖上半空间的空域，全向天线覆盖下半空间的空域，两个天线组合起来实现方位360°，俯仰20°～90°的大角度空域覆盖。
15、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
16、(1)工作频带宽，相对带宽≥67％。
17、(2)天线可实现仰角20°～90°，方位360度的大角度空域覆盖，在该空域范围内，增益可达2db以上，有效提高系统灵敏度。
18、(3)通过更换90°电桥的输入端口和更换圆极化器中金属栅条的倾斜方向，天线可快速实现左右旋圆极化切换。
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1.一种宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，由宽带喇叭天线和全向天线组成，宽带喇叭天线位于上层，全向天线天线位于下层，其中：
2.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述宽带喇叭天线包括喇叭侧壁、水平极化射频连接器、垂直极化射频连接器、反射背腔和4个呈圆周状排列的脊片，脊片固定在喇叭侧壁上，两个正对的脊片在一个平面内构成一个双脊结构，相邻的脊构成的平面相互垂直；脊片上有通孔，水平极化射频连接器和垂直极化射频连接器固定在反射背腔上，水平极化射频连接器的内导体和垂直极化射频连接器的内导体正交，错开贯穿相邻脊片的通孔，并对应连接至对向的脊片内。
3.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述全向天线包括金属圆盘底座、锥形辐射体、射频连接器和圆极化器，金属圆盘底座中心处有通孔，射频连接器固定在金属圆盘底座上，频连接器的内导体贯穿金属圆盘底座，插入到锥形辐射体内部，圆极化器为空心圆柱状，固定在锥形辐射体外围。
4.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述折线栅单元轴线与锥形辐射体8
5.根据权利要求3所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述圆极化器还包括泡沫支撑结构件，柔性极化栅片和柔性泡沫材料围绕在泡沫支撑结构件上；泡沫支撑结构件外侧为圆柱形，内侧为圆锥形，与锥形辐射体形状贴合，中心有通孔，使得射频连接器从中心贯穿，泡沫支撑结构上端与锥形辐射体固定，下端与金属圆盘底座固定，固定圆极化器的同时，支撑锥形辐射体。
6.根据权利要求3所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述金属圆盘底座和锥形辐射体之间设置有椎体支撑架，椎体支撑架为圆筒状，锥形辐射体的下端插入到椎体支撑架内，且与椎体支撑架通过相互接触的斜面进行配合。
7.根据权利要求6所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述椎体支撑架使用非金属的介质材料制作。
8.根据权利要求6所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述圆极化器的4层极化栅片中，第1片与第4片上印制图形的参数相同，第2片与第3片上印制图形的参数相同；
9.根据权利要求6所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，每层柔性泡沫垫板的厚度为0.164λ0，其中λ0为中心频率对应的自由空间波长。
10.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，工作原理为：喇叭天线覆盖上半空间的空域，全向天线覆盖下半空间的空域，两个天线组合起来实现方位360°，俯仰20°～90°的大角度空域覆盖。
...【技术特征摘要】
1.一种宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，由宽带喇叭天线和全向天线组成，宽带喇叭天线位于上层，全向天线天线位于下层，其中：
2.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述宽带喇叭天线包括喇叭侧壁、水平极化射频连接器、垂直极化射频连接器、反射背腔和4个呈圆周状排列的脊片，脊片固定在喇叭侧壁上，两个正对的脊片在一个平面内构成一个双脊结构，相邻的脊构成的平面相互垂直；脊片上有通孔，水平极化射频连接器和垂直极化射频连接器固定在反射背腔上，水平极化射频连接器的内导体和垂直极化射频连接器的内导体正交，错开贯穿相邻脊片的通孔，并对应连接至对向的脊片内。
3.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述全向天线包括金属圆盘底座、锥形辐射体、射频连接器和圆极化器，金属圆盘底座中心处有通孔，射频连接器固定在金属圆盘底座上，频连接器的内导体贯穿金属圆盘底座，插入到锥形辐射体内部，圆极化器为空心圆柱状，固定在锥形辐射体外围。
4.根据权利要求1所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述折线栅单元轴线与锥形辐射体8中心轴线之间的夹角为45°。
5.根据权利要求3所述的宽带宽角覆盖圆极化天线组合，其特征在于，所述圆极化器还包括泡沫支撑结构件，柔性极...
【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，张方驹，蒋凯，王长胜，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：
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