[发明专利]一种共线全向圆极化收发天线阵

说明书

技术领域

本发明属于无线通信天线技术领域，特别是一种隔离度大、极化方向灵活可调、综合性能好的共线全向圆极化收发天线阵。

背景技术

全向圆极化收发天线阵用于收发共用的通信系统。

现有收发共用天线的结构如中国发明专利申请“申请号：201610315381.1公开日： 2016.08.03”所述，包括利用同一副天线作为收发共用型结构，利用耦合器和电桥配合天线增加收发天线之间的隔离度。

天线对空间不同方向具有不同的辐射和接受能力，这就是天线的方向性，利用两副不同的天线做收发装置，它们之间的互相肯定不能忽视，所以通常情况下会选择收发天线共用一副天线。

总之，现有收发共用天线存在的问题是：利用同一副天线作为收发很难实现双极化的隔离，极化方式单一；收发天线多采用时分工作机制，难做到同频同时工作，天线的后置电路模型复杂，需要额外设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共线全向圆极化收发天线阵，隔离度大、极化方向灵活可调、综合性能好。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种共线全向圆极化收发天线阵，包括同轴波导管、同轴波导管馈电底座、圆波导管和圆波导管馈电底座；所述同轴波导管下端与同轴波导管馈电底座上部相连，圆波导管下端与圆波导管馈电底座上部相连，所述同轴波导管上端与圆波导管馈电底座的下部相连。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、隔离度高：本发明的同轴波导管和圆波导管加载的缝隙天线可分成独立的两个部分，对应的馈电部分也可以独立设计制作，结构紧凑，便于安装，组合安装实现嵌套结构，收发天线利用两副不同的天线，利用共线嵌套的物理结构，相互之间的影响较小，隔离度大，可以显著的提高收发天线之间的隔离度。

2、极化方向灵活可调：本发明的收发天线在实现全向水平圆极化辐射的同时，还能改变缝隙对的倾斜方式，做成收发天线都是右旋极化或者左旋极化，亦可做成一个左旋极化，另外一个右旋极化的天线，两幅天线相互独立工作，极化方式灵活可调，同频同时工作，利用效率高；3、综合性能好：增加同轴波导管和圆波导管上缝隙单元里的缝隙组的数量可提高全向辐射的圆度，调整缝隙的中心距离实现在水平方向的轴比小于 3dB,并且控制单元的辐射量，确保整个阵列天线的效率在90％以上。天线的全向性能适合手机卫星通信，圆极化天线由于自身的抗干扰能力强，能够接受任意极化形式的来波。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明共线全向圆极化收发天线阵的三维结构示意图。

图2是图1中同轴波导管加载缝隙天线阵列的三维结构示意图。

图3是图1中圆波导管馈电底座的三维结构示意图。

图4是图1中同轴波导管馈电底座的三维结构示意图。

图5是图1中圆波导管加载缝隙天线阵列的三维结构示意图。

图6是实施例中同轴波导管馈电底座的具体尺寸规格图。

图7是实施例中同轴波导管加载缝隙天线阵列的具体尺寸规格图。

图8是实施例中圆波导管馈电底座的具体尺寸规格图。

图9是实施例中圆波导管加载缝隙天线阵列的具体尺寸规格图。

图10是同轴波导管加载缝隙天线阵列采用HFSS进行仿真的S11图。

图11是圆波导管加载缝隙天线阵列采用HFSS进行仿真的S11图。

图12是金属同轴加载缝隙天线阵列仿真得到的轴比随仰角变化图。

图13是圆波导加载缝隙天线阵列仿真得到的轴比随仰角变化图。

图14是金属同轴加载缝隙天线阵列在10GHz频率下的左旋和右旋圆极化H面的方向图。

图15是圆波导加载缝隙天线阵列在10GHz频率下的左旋和右旋圆极化H面的方向图。

图16是金属同轴加载缝隙天线阵列在水平面全向辐射的圆度图。

图17是圆波导加载缝隙天线阵列在水平面全向辐射的圆度图。

图18是金属同轴加载缝隙天线阵列采用HFSS进行仿真计算出的效率随频率变化图。

图19是圆波导加载缝隙天线阵列采用HFSS进行仿真计算出的效率随频率变化图。

图20是金属同轴加载缝隙天线阵列和圆波导加载缝隙天线阵列采用HFSS仿真 10GHz频率下的隔离度。

图中，1同轴波导管馈电底座，2同轴波导管，3圆波导管馈电底座，4圆波导管， 5同轴波导阵列，6圆波导阵列，7一分四功率分配器。

具体实施方式