[发明专利]基于交叉偶极子反射面天线的球面多层膜极化补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及移动通信中一种天线发射信号的偏振补偿的装置。

背景技术

随着无线移动通信的快速发展，圆极化天线(Circular PolarizedAntenna，简称CPA)得到广泛的应用，在波束方向的圆极化(CircularPolarization，简称CP)性能决定了可用波束的宽度。对于超长距离传输诸如GPS卫星的定位可以保持在较宽的范围之内，实现多角度定位功能，减少了由于目标偏移所需要的额外的系统成本。在诸多的天线设计中，交叉偶极子(Crossed-Dipole)作为馈源的反射面天线可以在波束方向得到较好的CP性能。由于反射面和空间遮挡造成的散射引发了不同的偏振模值比降低了系统的可用波束宽度，增加了系统用于精确对准的额外成本。

基于旋转平面多层板的极化补偿方法可以在某个角度实现较大范围的较宽，但是由于其自身的非旋转对称性导致不可能在全方位实现天线角宽的扩大，需要旋转马达的机械式扫描方式来实现。

多层膜是一种周期性的交替结构，通过这种周期性的结构可以用于多个领域，如激光、光纤传输、传感、集成光学、构造高反/高透型器件等等。

综上所述，目前基于交叉偶极子作为馈源的反射面体现的波束宽度由于偏振的扭曲变窄，使得接收端不能够在一个较宽的范围内进行信号的接收，需要严格的对准，增加了系统的成本。考虑到前述情况，存在克服相关技术中不足的需要。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种基于球面多层膜结构的极化补偿装置，通过该球面多层膜结构补偿由于反射面散射所造成的极化偏差，从而增大发射天线的波束宽度，从而减少接收设备的复杂度，节省成本。

本发明实施例提供的基于球面多层膜结构的极化补偿装置，包括：

基于球面多层膜构建透射型天线极化补偿器，通过转移矩阵的方法计算入射场、透射场系数。利用支撑杆、旋转杆等机械装置放置球面多层膜结构板，调整输入激励比，得到可用的最大波束宽度。

所述球面多层膜结构具有五层结构，其中一层为基板层，基板所用材料为玻璃，折射率ns＝1.52。其余两种介质采用ABAB周期型结构，其电介质常数分别为1.44和1.172的材料。

所述基板厚度为1mm，其余各层厚度为介质内等效波长的1/4。

所述Crossed-Dipole作为馈源的抛物型反射面天线，所述Dipole的单臂长度设计为3.6mm，Dipole的内宽为0.3mm，外宽为0.8mm，以增加所述Dipole的辐射阻抗，所述Dipole位于所述抛物面的焦点处。

所述抛物反射面的直径为72mm，高度为18mm，其焦点位于抛物反射面的水平面上。

在架设实际补偿装置于发射天线时，可采用的机械装置，包括：

伸缩式支撑杆，用于人工调整所述球面多层膜的放置高度；

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解，本发明的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

结合描述了本发明的各种实施例的附图，根据以下对本发明的各发明的详细描述，将更易于理解本发明的这些和其它特征，其中：

图1描述了用于极化补偿球面多层膜结构；

图2示出被补偿的交叉偶极子作为馈源的反射面天线结构；

图3示出放置在基于交叉偶极子反射面天线上层的球面多层膜补偿结构；

图4示意性示出图3中球面多层膜的平面截面图；

图5示出本发明实施方式对于图2，图3的极化补偿结果；

图6示出球面多层膜补偿结构在各个角度/方向下的补偿结果；

图7示出图3所示结构输入辐射比为1∶0.5的二维辐射场分布；

图8示出图3所示结构输入辐射比为1∶1.35的二维辐射场分布；

图9示出图3所示结构输入辐射比为1∶1的二维辐射场分布；

图10示出图3所示结构输入辐射比为1∶1.1的三维远场增益分布图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

图1描述了用于极化补偿球面多层膜结构。