[发明专利]等六面体共形宽带稳相双圆极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要应用于差分GPS上的等六面体共形宽带稳相双圆极化天线。

技术背景

现代通信设备的外形随着集成电路等技术的发展而大为轻巧，而天线，尤其是一些 大型的天线系统，往往都比较笨重，影响了天线应用的灵活性，限制其使用范围，更是阻碍 了无线电设备进一部小型化和集成化的发展。极化带宽天线的极化是指天线在最大辐射方向 上的电场矢量的取向。当该电场矢量取向不变时，该天线为线极化天线：当该电场矢量的取 向随时间而变化，其矢量端点在垂直于传播方向的平面内构成一个椭圆时，就称为椭圆极化； 若构成一个圆，则称为圆极化。辐射或接受圆极化波的天线称为圆极化天线。圆极化波入射 到对称目标(平面，球面等)时具有旋向逆转的特性，这一特性在移动通信和GPS领域 中用来抗雨雾干扰和多径反射；圆极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时，反射波变 成反旋向的，即左旋波变成右旋，右旋变成左旋。由这个性质可以知道，采用圆极化波工作 的雷达具有抑制雨雾干扰的能力。因为水点近似呈球形，对圆极化波的反射是反旋的；而雷 达目标(如飞机、导弹等等)一般是非简单对称体，它对于圆极化波的反射波是椭圆极化 波，故具有同旋向的圆极化成分。正是由于上述特性，圆极化天线现在已经获得了广泛的 应用。

圆极化天线是一个天线所辐射的电磁场中电场的方向和大小在空间不是固定的。圆 极化天线可以收到任意极化天线辐射的任意极化波，在雷达、通信的极化分且其辐射的圆极 化电磁波可被任意极化的天线接收；圆极化波入射集工作等应用中可利用到圆极化天线的左 右旋向正交隔离性；到对称目标时旋向会发生改变，因此在移动通信、GPS等系统中应用 圆极化天线能抑制多径反射和雨雾干扰。而是随着时间的变化在一个平面内形成一个椭圆， 特殊的情况下椭圆可以变成圆(即纯圆极化波)。对于圆极化天线，其极化特性往往是限制 工作带宽的主要因素。要获得圆极化波，两矢量必须振幅相等，空间正交、其间的相位差为 90°，这就是获得圆极化的三个条件。宽带圆极化性能的天线形式有很多，如层叠微带圆极 化天线，这类圆极化天线在阻抗带宽、轴比、增益及波束宽度方面性能较好，但该类天线即 使通过采用比较复杂的双馈和四馈网络，其相位中心稳定度依然很大；阿基米德螺旋天线， 即指平面阿基米德螺旋天线和半球形阿基米德螺旋天线，阿基米德螺旋天线作为平面螺旋天 线的一种形式,在结构上一般有单臂、双臂和四臂几种，对于双臂或四臂螺旋天线来说,由于 天线在结构上是对称的，优点是频带宽、相位中心稳定、不足之处是尺寸大，制作工艺复杂， 且只能实现一个极化方式。螺旋天线的高度一定程度上制约了他在星载测控领域的应用。

发明内容

本发明的任务是提供一种阵列简单可靠，工作频带宽,且剖面极低,具有宽带稳相特 性，可作为多种载体的共形天线使用，能够在不采用过于复杂结构形式前提下，同时实现左 右旋双圆极化的宽带稳相天线，使天线在频带范围内俯仰面要求覆盖空域范围内满足相位中 心误差要求的同时实现左右旋双圆极化。

解决所述问题的技术方案是，一种等六面体共形宽带稳相双圆极化天线，包括，分 别置于等六面体六边形内切圆内切点位置处的6个宽带共形单极子，其特征在于：所述折形 单极子分别共同围绕等六面体六边形内切圆圆心，按60°等圆周角共金属地均匀排列，以 及通过分别对六个共形单极子天线进行馈电的输入端口，构成一副等六面体共形宽带稳相双 圆极化天线。

本发明具有如下有益效果。

阵列简单可靠，工作频带宽,且剖面极低。本发明采用6个折形宽带单极子与六面体 共形，分别置于等六面体六边形内切圆内切点位置处，共同围绕等六面体六边形内切圆圆心， 按60°等圆周角共金属地均匀排列，这种结构简单可行，易于加工实现。在不增加额外复 杂结构的前提下，实现了宽带稳相和左右旋圆极化的功能。解决了现有技术尺寸大，制作工 艺复杂，且只能实现一个极化方式问题。