[发明专利]一种波束倾斜的高增益圆极化径向线缝隙天线

说明书

本发明公开了一种波束倾斜的高增益圆极化径向线缝隙天线，该天线包括单层微波介质板、若干组矩形缝隙对、以及引入容性分量的同轴馈电探针；其中，若干组矩形缝隙对围绕单层微波介质基板的中心点O呈螺旋式排布，引入容性分量的同轴馈电探针位于点O处；每组缝隙对由两条相互垂直且之间存在间隙的矩形缝隙构成，其耦合因子通过改变矩形的长宽进行调节；同轴馈电探针通过在介质板上蚀刻环形缝隙引入容性分量。本发明实现了高增益的圆极化天线阵列，且其圆极化形式以及波束偏角方向和大小均可以灵活调节，天线整体结构简单、加工方便、成本低廉。

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别是一种波束倾斜的高增益圆极化径向线缝隙天线。

背景技术

天线作为辐射和接收电磁波的设备，连接了自由空间和导行波，在通信、雷达、导航和广播等无线电设备中发挥着重要的作用。天线性能的好坏直接决定了无线通信设备的信号传输优劣。随着无线通信的快速发展，天线在军事及民用领域得到了更为广泛的应用，所要求的天线的性能也日益多样。目前现代电子信息技术发展迅速，作为无线电通信中的重要一环，天线得到了越来越多的重视，理论日益成熟，方法更加多样，拥有更为广阔的前景。

随着通信探测、遥测遥感等技术的发展，面对各种天气情况及地理需求，天线对于极化的要求越来越高。圆极化天线具有许多线极化天线所没有的优点。圆极化具有旋向正交性；可以消除极化畸变；可以接受任意极化的电磁波，同时也可以被任意极化天线接收；旋向逆转性带来的抗雨雾干扰能力；能够抑制多径反射。正是由于圆极化波的这些优势，圆极化天线目前广泛应用于复杂环境下远距离辐射且要求高精度的领域，如电子侦察与干扰，雷达探测，卫星通信与导航等。

径向线阵列天线是一种常见的高增益阵列天线的实现形式，分为径向线缝隙阵列天线和径向线探针馈电阵列天线两种类型。自从径向线天线被提出以后，由于其馈电和辐射的高效特性，目前已广泛的被应用于卫星接收、通信广播和空间探测等领域。相比于径向线探针馈电天线，径向线缝隙天线在高增益领域拥有加工简便，成本低廉的优势。但是，现有的圆极化径向线缝隙天线的辐射方向通常在天线的轴向方向，而在目前的一些应用领域，如探测制导、电子侦察等，往往要求天线的辐射波束具有一定的偏角。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、成本低的波束倾斜的高增益圆极化径向线缝隙天线。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种波束倾斜的高增益圆极化径向线缝隙天线，包括单层微波介质基板、若干组矩形缝隙对、以及一个引入容性分量的同轴馈电探针；其中，若干组矩形缝隙对围绕单层微波介质基板的中心点O呈螺旋式排布，引入容性分量的同轴馈电探针位于所述中心点O处；

所述每组矩形缝隙对由两个尺寸相同、相互垂直的矩形缝隙构成，两个矩形缝隙之间存在间隙，其耦合因子通过改变矩形的长宽进行调节；所述引入容性分量的同轴馈电探针包括短路同轴馈电探针和引入容性分量的环形缝隙，短路同轴馈电探针位于中心点O处且贯穿单层微波介质基板，环形缝隙以中心点O为圆心，环绕短路同轴馈电探针且位于单层微波介质基板的上表面。

从所述螺旋式排布的起始矩形缝隙对开始直至倒数第二圈的矩形缝隙对的尺寸呈递增趋势变化，以获得均匀口径分布；最外圈的所有矩形缝隙对的尺寸一致，且每一组矩形缝隙对的归一化辐射能量大于阈值p，p的取值为0＜p＜1。

进一步地，该天线的圆极化形式、波束偏角方向及大小均可调，具体如下：

该天线的圆极化形式可调，具体通过改变若干组矩形缝隙对围绕单层微波介质基板的中心点O螺旋式排布的方向实现天线的圆极化形式可调。

该天线的波束偏角方向可调，具体为：

若干组矩形缝隙对围绕单层微波介质基板的中心点O螺旋式排布中，视每一圈矩形缝隙对为一个子阵；将每一个子阵在垂直于天线初始辐射方向的某一方向上进行平移即可实现天线的波束偏角方向可调；其中，天线初始辐射方向为天线的轴向方向。