[实用新型]一种水平全方向辐射的圆极化天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水平全方向辐射的圆极化天线,属于天线设计和制造技术领域。

背景技术

目前，传统的全向圆极化天线从其原理上来看，主要是分以下两类：

1.采用多个圆极化天线单元的排列组合，每个圆极化天线单元覆盖一定的方向角，这样多个单元通过一定的方式组合起来，实现全向的圆极化。

2.采用具有全向辐射特性的天线，通过馈入圆极化波或其他方式，实现天线的全向圆极化。第一种类型的天线以导弹上应用的共形圆极化天线居多。第二种天线，还包括：(1)单绕轴向模螺旋天线；(2)沿轴向加载有等幅而相位正交的电流交叉的偶极子产生的轴向圆极化天线；(3)由两根同相交叉偶极子在空间相隔所组成的圆极化天线。

上述这些传统的天线都是圆极化天线，天线结构简单，由于都是与卫星进行通信，因此天线的方向图都是轴向的，即在天线的竖直方向上增益最大。

目前，大多数传统的圆极化天线都是垂直方向发射或接收信号的，其辐射方向是垂直于水平面的以方便接收卫星的信号，其方向图的主瓣垂直于天线的水平面。

例如，申请号为CN201420248500.2的专利公开了一种天线，其天线本体包括接地部、自接地部延伸的第一连接部与第二连接部及自第一连接部与第二连接部分别延伸的第一臂部与第二臂部，第一臂部包括自第一连接部沿水平方向朝向第二连接部延伸的第一横臂、自第一横臂沿竖直方向朝向接地部延伸的第一竖臂及自第一竖臂沿水平方向朝向第二连接部延伸的第二横臂，第一臂部与接地部之间形成第一间隙，第二臂部包括自第二连接部沿竖直方向远离接地部延伸的第二竖臂及自第二竖臂沿水平方向朝向第一连接部延伸的第三横臂，第三横臂与第二横臂之间形成第二间隙，第二横臂位于第三横臂与接地部之间，第二竖臂的自由末端为信号馈入点。

例如，申请号为CN201320882403.4的专利公开了一种天线，包括：接地层、宽带辐射元件、馈送件以及接地腿部，其中，该宽带辐射元件安装在接地层上并且包括馈送点，该馈送点具有第一阻抗，该馈送件用于在馈送点处馈送宽带辐射元件，该馈送件具有第二阻抗，该接地腿部在宽带辐射元件与接地层之间延伸以将第一阻抗阻抗匹配至第二阻抗，该接地腿部以电容的方式耦合至宽带辐射元件。

目前传统的垂直方向辐射天线结构一般有几种：一是采用微带结构，为产生圆极化的特性，在微带贴片天线上切去对角；二是采用螺旋天线或螺旋天线阵的结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的水平全方向辐射的圆极化天线。

本实用新型的一种水平方向辐射的圆极化天线用于接收和发射与此天线位于同一水平面的发射和接收信号，本实用新型的一种水平方向辐射的圆极化天线的工作频段为L频段，在本实用新型的实施例中为1.6GHz，带宽40MHz。本实用新型的天线为一种正方体结构，分别由三部分组成，即水平极化偶极子天线阵、垂直极化单极子天线以及功分网络。根据天线极化理论，两种等幅而相位正交的水平极化和垂直极化的天线合成为圆极化天线，所以，本实用新型天线的方向图与单极子天线的方向图相似，是水平全向天线，其作用是接收或发射水平方向的圆极化波信号。

本实用新型用于发射和接收水平方向信号，本实用新型为一种正方体结构，本实用新型由三部分组成，本实用新型包括连接在一起的水平极化偶极子天线阵、垂直极化单极子天线和功分网络。根据不同的使用要求能够将天线设计成不同频率，不同极化(左旋圆极化或右旋圆极化)的天线。

本实用新型天线的辐射方向是一种面向水平面的全向天线，本实用新型与传统的垂直辐射方向天线不同，其发射和接收的信号为水平方向，能够用于地面通信，同时，由于圆极化天线能够接收各种极化方向的电磁波，因此，本实用新型在水平地波通信中优势明显。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的圆极化天线阵的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的圆极化天线的功分网络的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的圆极化天线阵中的水平极化偶极子的天线单元的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例的四端口水平极化天线阵的方向示意图；

图5是本实用新型一实施例的圆极化天线的回波损耗S11的示意图；

图6是本实用新型一实施例的圆极化天线的轴比的示意图；

图7是本实用新型一实施例的圆极化天线的方向示意图；

其中，图7(a)为1600MHz圆极化天线Z-X面的方向图，图7(b)为1600MHz圆极化天线X-Y面的方向图)；