[发明专利]一种上半球面全覆盖的全极化天线

说明书

本发明涉及一种用于覆盖上半球面空域的全极化天线，属于天线技术领域。其结构包括微带天线、偶极子环天线、单极振子天线、天线罩以及金属底板等部分。微带天线包括正交放置的两层微带电路板、两组信号接头，两层微带电路板上表面刻蚀方形金属图形。偶极子环天线包括正反面刻蚀“卍”字形金属图形的微带电路板、馈电同轴线与馈电信号接头。单极振子天线包括空心铜柱、馈电微带电路板与馈电信号接头。能实现上半球面空间天顶方向和水平方向的极化全覆盖，对提高通信系统信道容量和传输速率有极大意义。

技术领域

本发明涉及一种用于覆盖上半球面空域的全极化天线，适用于上半空域多极化信道信息接收，属于天线技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的高速发展，频率域、时域和码域等传统信道分集方式已广泛应用于移动通讯、卫星通讯等领域。在有限的电磁谱资源环境下，极化分集技术对进一步提高通信系统信道容量和传输速率具有极大的意义。双极化天线仅支持限定方向内的极化覆盖需求，难以应用于宽角域极化分集通信应用。三极化天线在为限定方向之外空域的提供信号覆盖的同时，未能提供增益覆盖区域的极化覆盖。

发明内容

本发明针对目前三极化天线形式无法在增益覆盖区域实现极化全覆盖的现状，提出一种上半球面全覆盖的全极化天线。该天线将上半球面分为天顶方向和水平方向两部分，在两部分空域内覆盖两种正交极化，以实现上半球面极化的全覆盖。

为达上述目的，本发明采取如下技术方案：

所述上半球面全覆盖的全极化天线，包括微带天线1、偶极子环天线2、单极振子天线3、天线罩4以及金属底板5等部分；

所述微带天线1包括正交放置的两层微带电路板、两组信号接头，两层微带电路板上表面刻蚀方形金属图形，所述信号接头连接到底层微带板上的方形金属图形，所述接头分别定义为X端口与Y端口；

所述偶极子环天线2包括顶层微带电路板、馈电同轴线与馈电信号接头，所述微带电路板上正反面刻蚀“卍”字形金属图形，由单极振子天线中心伸出的同轴线馈电，馈电位置位于金属图案的中心，所述馈电信号接头定义为H端口；

所述单极振子天线3包括空心铜柱、馈电微带电路板与馈电信号接头，空心部分用于通过偶极子环天线2的馈电同轴线，所述馈电微带电路板位于所述金属底板5上方，通过一分二馈电网络给单极振子天线3进行馈电，所述馈电信号接头定义为V端口；

所述天线罩4包括尼龙介质框架与固定所需螺纹孔，与所述偶极子环天线2、所述金属底板5通过螺钉连接固定，用于支持天线整体，提供结构稳定性；

所述金属底板5，采用铝合金材料，其外表面做原色导电氧化处理，起到更好的保护作用，用于承载微带天线1、单极振子天线3、偶极子环天线2的馈电接头，并实现天线的接地；

所述上半球面全覆盖的全极化天线的安装过程如下：

在所述金属地板5上安装单极振子天线3馈电网络电路板，采用金属螺钉对四角进行固定，将所述各微带天线1和单极振子天线3的馈电接头用金属螺钉固定在金属地板底部，将所述单极振子天线3与馈电网络进行焊接，接着将所述微带天线1安装在单极振子天线3馈电网络电路板的上方，中心通孔穿过单极振子天线3，两层微带天线1依靠四角的介质柱进行空气架高，所述偶极子环天线2的馈电同轴线穿过所述单极振子天线3空心铜柱的中心，所述馈电同轴线内导体与偶极子环天线2上层图案焊接，外导体与偶极子环天线2下层图案焊接，天线罩5与金属地板4和偶极子天线2用金属螺钉连接；

所述微带天线1辐射双极化电磁波，用于实现天顶方向两种正交极化的覆盖；

所述偶极子环天线2辐射水平全向水平极化的电磁波，用于实现水平方向水平极化的覆盖；

所述单极振子天线3辐射水平全向垂直极化的电磁波，用于实现水平方向垂直极化的覆盖；