[发明专利]一种组合双宽频圆极化天线单元

说明书

技术领域

本发明属于卫星通讯、导航天线技术领域，具体涉及一种组合双宽频圆极化天线单元。

背景技术

当前圆极化天线主要有微带贴片、螺旋天线、十字交叉振子等结构。

微带贴片天线波束宽度宽，低仰角性能好，但受介质板材厚度限制，带宽有限，通常单层微带天线，带宽仅有1-2％，即使采用很多层微带板堆叠，能展宽有限带宽，可达到一个倍频程，但成本居高不下，通常用作宽波束窄频带无线信号传输。

螺旋天线的波束宽度较窄，低仰角性能不好，而且占用体积较大，不利于系统集成，通常用于窄波束定向信号传输。

十字交叉阵子天线的波束宽度宽，因此低仰角性能好，但占用体积大，带宽窄，也仅可用于宽波束窄频频带无线信号传输。

上述天线都不具备宽频带，宽波束圆极化信号传输的能力。众所周知，频带宽，则可传输的信息容量大，波束宽，则接受各方向角度信号的能力强。

目前我国现有北斗系统卫星定位及通讯天线，通常采用几个窄频微带贴片天线或微带贴片天线加十字交叉振子天线的形式实现多点频覆盖，系统复杂，占用体积大，多个天线集成在一起相互干扰较多，影响电性能，装配也不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合双宽频圆极化天线单元，解决了现有技术中存在的通讯天线频带窄、波束窄且系统复杂、占用体积大、多个天线集成在一起相互干扰严重的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种组合双宽频圆极化天线单元，包括自支撑接地一体结构和十字交叉阵子，所述自支撑接地一体结构的中心位置处垂直设置有开槽外导体，所述十字交叉阵子置于开槽外导体的顶端。

本发明的特点还在于，

自支撑接地一体结构具体为：包括4个天线弯曲渐变阵子，每个天线弯曲渐变阵子的小头端分别与金属柱其中一端连接，每个天线弯曲渐变阵子的大头端与地板直接连接，4个天线弯曲渐变阵子的背面采用背靠背方式设置有功分器单元，功分器单元与金属柱另一端相连。

每个天线弯曲渐变阵子为由小到大渐变的金属一体加工成型的片状弯曲结构。

相邻两个天线弯曲渐变阵子之间的相位差为90度。

每个天线弯曲渐变阵子的小头端与水平面构成的夹角为20～50度。

功分器单元由3个一分二功分器构成一分四功分器结构，实现1个输入4个输出。

本发明的有益效果是，一种组合双宽频圆极化天线单元，采用独创性的自支撑接地一体结构，天线弯曲渐变阵子与地板直接连接，金属一体加工，天线弯曲渐变阵子的弯曲弧度采用模具来保证，圆滑即可，实现工作频带宽、波瓣宽度宽、圆极化特性好、加工精度要求不高、安装方便、成本低等优点，非常适用于高性能的卫星导航地面接收设备，比如车辆、船舶、飞机、火车等为载体的卫星导航设备。

附图说明

图1是本发明一种组合双宽频圆极化天线单元的结构示意图；

图2是本发明一种组合双宽频圆极化天线单元中自支撑接地一体结构的结构示意图；

图3是本发明一种组合双宽频圆极化天线单元中馈电网络功分器单元示意图；

图4是本发明一种组合双宽频圆极化天线单元天线圆极化辐射方向图；

图5是本发明一种组合双宽频圆极化天线低频四单元渐变弯曲阵子驻波反射系数仿真图；

图6是本发明一种组合双宽频圆极化天线高频十字交叉阵子驻波反射系数图。

图中，1.自支撑接地一体结构，2.十字交叉阵子，3.开槽外导体，4.天线弯曲渐变阵子，5.金属柱，6.功分器单元，7.一分二功分器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种组合双宽频圆极化天线单元，结构如图1所示，包括自支撑接地一体结构1和十字交叉阵子2，自支撑接地一体结构1的中心位置处垂直设置有开槽外导体3，十字交叉阵子2置于开槽外导体3的顶端，其中，如图2所示，自支撑接地一体结构1具体为：包括4个天线弯曲渐变阵子4，每个天线弯曲渐变阵子4的小头端分别通过与金属柱5的其中一端连接，每个天线弯曲渐变阵子4的大头端与地板直接连接，4个天线弯曲渐变阵子4的背面采用背靠背方式设置有功分器单元6，功分器单元6与金属柱5另一端相连，每个天线弯曲渐变阵子4为由小到大渐变的金属一体加工成型的片状弯曲结构，相邻两个天线弯曲渐变阵子4之间的相位差为90度，每个天线弯曲渐变阵子4的小头端与水平面构成的夹角为20～50度，如图3所示，功分器单元6由3个一分二功分器7构成一分四功分器结构，实现一个输入四个输出。