[实用新型]一种具有立体馈电网络的S频段四点馈电贴片圆极化天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，特别涉及一种四点馈电的贴片圆极化天线。

背景技术

进入上世纪90年代后，通信卫星受到通信技术的进步影响，出现了许多面向个人用户服务的新型通信卫星，如静止轨道移动通信卫星、音频广播通信卫星、宽带多媒体通信卫星等。这些卫星的显著特点就是通信卫星的有效载荷均采用了许多新技术、新手段。尤其是移动通信卫星和音频广播卫星无一例外采用了大型可展开多波束天线，面向移动终端和个人用户提供卫星通信业务。

为了产生多个波束，大型可展开多波束天线反射器的照射源为由若干个阵元组成的馈源阵。多波束天线馈源阵中的阵元天线，在结构上对其横向尺寸有严格要求，如果横向尺寸过大，组阵时两两阵元天线之间就会形成结构干涉而无法组阵。因此根据波束设计要求，馈源阵中两两阵元之间需要满足一定的间距。当两个阵元之间的距离给定后，在设计阵元天线的时候，必须使得设计的阵元天线横向尺寸不能超过两个阵元之间的距离，否则会引起结构干涉，无法组阵。再者，阵元天线必须要有低的损耗，这样才能提高多波束天线的EIRP值和G/T值。

如果按照平面结构进行设计，则馈电网络的横向尺寸过大，只能单独使用，无法实现组阵。现有四点馈电圆极化网络一般采用微带或者带状线进行馈电网络的设计，这种馈电网络虽然比较轻薄，但是其损耗大。另外，在双点馈电圆极化网络的设计中也有采用空气同轴形式，但是这种形式的贴片圆极化天线，轴比性能远远不如采用四点馈电的圆极化网络形成的贴片圆极化天线。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种低损耗、能组阵的S频段四点馈电贴片圆极化天线。

本实用新型的技术解决方案是：一种具有立体馈电网络的S频段四点馈电贴片圆极化天线，由辐射部分和馈电网络组成，辐射部分包括辐射腔体、下层贴片、上层贴片和聚酰亚胺支撑棒；所述的馈电网络由三个并排竖直排列的矩形同轴线型混合环级联而成；同轴线型混合环一和同轴线型混合环二结构形式完全相同，同轴线型混合环三位于同轴线型混合环一和同轴线型混合环二中间，起到功率平均分配和相位延迟的作用；每个同轴线型混合环为方空气同轴形式，方空气同轴的内导体和外导体之间使用介质支撑进行支撑；三个同轴线型混合环的输入端口输入的信号等幅反相分配给两个输出端口，其中相位滞后的输出端口比相位超前的输出端口相位滞后180°；同轴线型混合环一和同轴线型混合环二的两个输出端口分别接移相段；相位超前的输出端口所接移相段比相位滞后的输出端口所接的移相段长λ/4；四个移相段的输出端口构成馈电网络的输出端口；同轴线型混合环三相位滞后的输出端口与同轴线型混合环一的输入端口相连；同轴线型混合环三的相位超前的输出端口与同轴线型混合环二的输入端口相连。

所述方形空气同轴的内导体和外导体之间使用的介质支撑为聚酰亚胺。

所述方空气同轴的内导体和外导体表面镀银。

所述同轴线型混合环一的输入端口、同轴线型混合环二的输入端口和同轴线型混合环三的相位滞后输出端口及相位超前输出端口均为L形方同轴到圆同轴转换的形式。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型中的馈电网络采用了立体结构，并对三个组成馈电网络的同轴线型混合环的结构做了改进，即由普通的圆环状结构改成矩形结构，使得三个同轴线型混合环在组合成网络时能够直接对接，省去了额外的连接传输线，使得网络的结构紧凑、尺寸小、易加工，有效解决了阵元天线横向尺寸过大的问题，使得组阵得以实现。图1为现有技术同轴线型混合环的原理图；图2为本实用新型的同轴线型混合环原理图。可以看到虽然两者的工作原理一致，但现有技术的同轴线型混合环为圆环形结构，在组合成网络时不能直接对接，需要额外的连接传输线，会导致结构复杂、尺寸大。

(2)本实用新型的馈电网络采用空气同轴形式，并在方空气同轴的内导体和外导体表面镀银，有效降低了天线的损耗。

(3)本实用新型馈电网络的同轴线型混合环之间通过L形方同轴到圆同轴转换的形式，不需要多次弯曲或额外的连接线，进一步使整个天线的结构紧凑、尺寸小。

附图说明

图1为普通同轴线型混合环结构原理图；

图2为改进后的同轴线型混合环结构原理图；

图3为本实用新型的三维示意图；

图4为本实用新型的主视图；

图5为本实用新型的侧视图；

图6为馈电网络级联示意图；

图7为同轴线型混合环一和移相段结构示意图；

图8为同轴线型混合环二和移相段结构示意图；