[发明专利]一种全金属结构的极化旋转系统

说明书

本发明公开了一种全金属结构的极化旋转系统，包括：金属极化栅(1)，轴承(2)和天线(3)。金属极化栅(1)由金属圆盘开多个等间距排布的长直矩形缝隙形成。金属极化栅(1)的数量为多个，共轴层叠放置，相邻金属极化栅(1)通过轴承(2)相连。多个金属极化栅(1)位于天线(3)上方，最底层金属极化栅(1)与天线(3)通过轴承(2)相连。本发明通过采用金属极化栅(1)，使极化旋转系统为全金属结构，结构件的热膨胀系数一致性好，解决了传统极化旋转系统在温度变化较大时易发生形变，减少使用寿命的问题。

技术领域

本发明涉及一种天线极化旋转系统，特别是一种全金属结构的天线极化旋转系统。

背景技术

为改变固定极化天线的极化方向，需要添加极化旋转系统。传统的极化旋转系统由介质覆铜极化栅，轴承，金属转接结构和天线组成。介质覆铜极化栅由覆铜介质板上刻蚀多个金属条制成，介质覆铜极化栅的外沿与金属转接结构连接。轴承一端与金属转接结构连接，另一端与天线连接。这种极化旋转系统的介质覆铜极化栅是非金属材料，与其他金属结构的热膨胀系数不同，在温度变化较大时易发生变形，减少使用寿命的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种全金属结构的极化旋转系统，解决传统极化旋转系统在温度变化较大时易发生形变，减少使用寿命的问题。

本发明提出的一种全金属结构的极化旋转系统，包括：轴承和天线，还包括金属极化栅。金属极化栅由金属圆盘开多个等间距排布的长直矩形缝隙形成。金属极化栅的数量为多个，共轴层叠放置，相邻金属极化栅通过轴承相连。多个金属极化栅位于天线上方，最底层金属极化栅与天线通过轴承相连。

全金属结构的极化旋转系统在工作时，每个金属极化栅可共轴独立旋转。天线向空间辐射电磁波，入射到金属极化栅表面。根据偏振原理，只有极化方向与金属极化栅的长直矩形缝隙垂直的入射电磁波可以通过金属极化栅向外辐射。因此，通过改变金属极化栅的长直矩形缝隙与天线极化方向的夹角，即可改变天线极化方向，实现极化旋转。由于所述极化旋转系统为全金属结构，各结构件的热膨胀系数一致性好，不会因温度变化发生形变。

更优的，所述金属极化栅的长直矩形缝隙的宽度为八分之一空间波长，相邻长直矩形缝隙的间距为四分之一空间波长。

更优的，所述金属极化栅的数量由极化旋转系统对最大极化旋转角度以及透射效率的需求决定，可根据公式：确定。式中η为透射效率，为极化旋转角度，N为金属极化栅的数量。

更优的，所述相邻金属极化栅的间距，以及最底层金属极化栅与天线的间距，由空间波长和电磁波入射角度决定，可根据公式：d＝0.25×λ/cosθ确定。式中d为相邻金属极化栅的间距或最底层金属极化栅与天线的间距，λ为空间波长，θ为电磁波入射角度。

更优的，所述金属极化栅的长直矩形缝隙与天线极化方向的夹角可根据公式：确定。式中为极化旋转角度，i为第i层金属极化栅，当i＝1时为最顶层金属极化栅，ψi为第i层金属极化栅的长直矩形缝隙与天线极化方向的夹角。

更优的，所述金属极化栅的直径为400mm，厚度3mm。金属极化栅的长直矩形缝隙的宽度为5mm，相邻长直矩形缝隙的间距为10mm，金属极化栅的数量为2个。两层金属极化栅的间距为4mm，最底层金属极化栅与天线的间距为4mm。

更优的，所述天线工作于14.25GHz，波束扫描角度为0°～50°。所述极化旋转系统可实现0°～90°极化旋转，交叉极化优于-30dB，透射效率优于50％。

本发明通过采用金属极化栅，使极化旋转系统为全金属结构，结构件的热膨胀系数一致性好，解决了传统极化旋转系统在温度变化较大时易发生形变，减少使用寿命的问题，是一种非常有推广前景的极化旋转系统。

附图说明

图1是本发明的全金属结构的极化旋转系统结构示意图。