[发明专利]一种宽角扫描双极化偶极子天线

说明书

本发明公开了一种宽角扫描双极化偶极子天线，属于天线技术领域，包括第一金属臂、天线支撑柱、第二金属臂与馈电巴伦，所述第一金属臂位于天线的顶部，用于改善天线在大角度扫描时的阻抗波动，所述馈电巴伦位于天线的底部，用于将同轴线输入的非平衡馈电转换为平衡馈电。本发明大大改善了天线大角度扫描时的阻抗匹配，有效提高了天线宽角扫描的性能；同时，使天线具有良好的交叉极化性能；最后，由于金属偶极子臂和顶部金属臂均采用纵向刀片形弯折结构，其横截面积极小，不易积雪、积雨，极大地降低了积雪、积雨等对天线性能和寿命的影响，能够很好地适用于强降雨、强降雪等恶劣天气条件。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种宽角扫描双极化偶极子天线。

背景技术

天线是无线广播、无线通信和无线探测等系统最重要的组件之一，其结构和特性在很大程度上决定了整个系统的工作性能。相控阵天线因其具有出色的波束扫描和波束赋形能力，成为了现代天线重要的发展方向。雷达、通信等系统往往要求相控阵天线具有宽工作频带、大扫描角、低回波损耗等特性；一些特殊应用场合中的天线，往往还需要具备较强的环境适应性，以适应恶劣的工作条件。

双极化天线由两个极化相互正交的天线组成，在现代雷达、通信等系统中得到广泛应用。常用的双极化天线形式有微带天线、偶极子天线、Vivaldi天线等。由两个相互正交的偶极子天线构成的十字交叉型的双极化天线，具有带宽较宽、加工难度低、可靠性高等优点，常用作双极化相控阵的组阵单元。

但传统的双极化偶极子天线在大角度扫描时阻抗会发生剧烈的变化，进而导致阻抗失配，引起严重的回波损耗。扫描至±60°时，天线单元回波损耗往往高达-6dB。另一方面，对于一些特殊应用场合中的天线，往往面临着复杂的工作环境和极端恶劣天气，例如强降雨、强降雪等。传统的双极化偶极子天线往往具有较宽的横截面积，容易积雪，极大地影响了天线的可工作时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何实现低回波损耗宽角扫描并满足强降雨、强降雪等极端恶劣天气下的工作需求，提供了一种宽角扫描双极化偶极子天线。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括第一金属臂、天线支撑柱、第二金属臂与馈电巴伦；

所述第一金属臂位于天线的顶部，用于改善天线在大角度扫描时的阻抗波动；

所述馈电巴伦位于天线的底部，用于将同轴线输入的非平衡馈电转换为平衡馈电；

所述天线支撑柱位于馈电巴伦与第一金属臂之间，用于支撑第一金属臂；

所述第二金属臂设置在馈电巴伦的外部上端，通过馈电巴伦分别对其馈电；

所述第一金属臂为纵向十字刀片形金属臂，所述第二金属臂为纵向刀片形金属偶极子臂，所述第一金属臂与第二金属臂均包括水平部与弯折部，所述水平部与弯折部为一体成型构件。上述形状的金属臂的横截面积小，不易积雨雪，使得天线整体较强的抗风、抗雨雪能力，可以适应极端恶劣天气和复杂的工作环境；通过采用纵向十字刀片形金属臂，天线在大角度扫描时的阻抗波动得以改善。

优选的，所述第二金属臂的数量为两组，共四个，两组所述第二金属臂呈对称分布。

优选的，所述天线在结构上采用对称式结构，其两个极化方向相互正交。

优选的，所述馈电巴伦的数量为两组，两组所述馈电巴伦相互正交，这样便能够方便地对两组极化方向相互正交的偶极子臂分别进行馈电。

优选的，每组所述馈电巴伦包括同轴线、接地金属柱、金属桥与介质基座，所述金属桥设置在介质基座上，所述介质基座设置在同轴线与接地金属柱的上端，所述金属桥用于连接同轴线与接地金属柱。