[发明专利]共口径多极化天线

说明书

本发明涉及一种共口径多极化天线，属于多极化天线技术领域解决现有极化天线端口间的隔离度偏小，导致天线辐射效率降低的问题。共口径多极化天线包括：第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元和PIN开关；第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元均为偶极子无源天线单元，且旋转对称；第一天线单元和第三天线单元正交，第二天线单元和第四天线单元正交；PIN开关与第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元的端口连接。本发明采用多极化振子天线及PIN开关的方式，通过控制开关切换状态，令非工作通道高阻负载，以提高端口间隔离度，实现高效率的共口径多极化天线。

技术领域

本发明涉及多极化天线技术领域，尤其涉及一种共口径多极化天线。

背景技术

多极化天线是现代通信系统中常用的天线之一。诸如移动通信、散射通信等民用领域，采用多极化天线可实现空间电磁波的接收/发射分集，以提高通信的频谱利用率。

通常，由于天线各极化端口间的互耦作用，使得在同一口径下，天线往往只能实现一对正交极化的设计，当需要更多极化时，则通过将天线布置在不同的位置以实现多个极化，即多口径天线。多口径的多极化天线方式，其口径尺寸相对较大，无法应用于对口径尺寸要求较高的平台，如星载、弹载平台等。

共口径的多极化天线，可减小天线口径尺寸，但非正交极化天线端口间的隔离度偏小，将导致天线辐射效率降低。为在不同极化状态工作时，仍保持高辐射效率，需提高天线端口间的隔离度。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种共口径多极化天线，用以解决现有极化天线端口间的隔离度偏小，导致天线辐射效率降低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明技术方案中，一种共口径多极化天线，共口径多极化天线包括：第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元和PIN开关；

第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元均为偶极子无源天线单元，且旋转对称；第一天线单元和第三天线单元正交，第二天线单元和第四天线单元正交；PIN开关与第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元的端口连接。

本发明技术方案中，共口径多极化天线还包括反射板；反射板与第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元中的任一进行对应方向的极化电磁信号辐射。

本发明技术方案中，第一天线单元和第二天线单元之间的夹角为45°。

本发明技术方案中，偶极子无源天线单元包括：第一辐射臂、第二辐射臂、同轴馈电结构和短路结构；

第一辐射臂的固定端通过同轴馈电结构与反射板固定连接；第二辐射臂的固定端通过短路结构与反射板固定连接；第一辐射臂与第二辐射臂关于共口径多极化天线的轴线中心对称。

本发明技术方案中，所有偶极子无源天线单元第一辐射臂和第二辐射臂的长度相等，且均为共口径多极化天线的中心频率对应波长的25±5％。

本发明技术方案中，偶极子无源天线单元各自的同轴馈电结构和短路结构的高度分别相等，且均为共口径多极化天线的中心频率对应波长的25±2.5％；

所有偶极子无源天线单元中任意二者的同轴馈电结构的高度差不小于1mm。

本发明技术方案中，PIN开关为四入四出开关，包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关且具备第一工作状态和第二工作状态：

PIN开关处于第一工作状态时，第一开关和第三开关对应的端口处于导通状态，且第二开关和第四开关对应的端口处于高阻状态；

PIN开关处于第二工作状态时，第一开关和第三开关对应的端口处于高阻状态，且第二开关和第四开关对应的端口处于导通状态。