[实用新型]S波段双臂三元圆极化天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线电通信设备，特别涉及一种用于传输S波段无线电波的圆极化宽波束天线。

背景技术

目前，公知的S波段圆极化宽波束天线都用单臂、双臂、四臂螺旋天线方式直接产生需要的圆极化宽波束。其主要缺点是天线的尺寸较大，一般天线还需要Ф400mm的反射板；馈线长，超过260毫米。

国内现有技术的S波段卫星测控天线有采用双臂螺旋天线的，也有采用单臂螺旋天线的。这些技术方案由于结构上的原因存在许多缺陷。

单臂螺旋天线的缺点：1)需要Ф400mm的反射板，不适合卫星要求。

双臂螺旋天线的缺点：1)功率容量不大，小于20W；2)馈线损耗大；3)细长结构不利于应用卫星的振动要求。

四臂螺旋天线的缺点：1)功率容量不大，小于20W；2)馈线损耗大；3)细长结构不利于通过卫星应用所需要的振动要求及不适合苛刻的卫星安装平台；4)需要移相器，增加产品复杂性，降低产品可靠性。

实用新型内容

为了解决现有技术S波段圆极化宽波束天线尺寸大、馈线损耗大、功率容量小、结构不耐振动等问题，本实用新型的目的在于提供一种S波段双臂三元圆极化天线。除了解决上述问题，本实用新型的2000MHz的小型化圆极化天线，可以通过调节双臂三元圆极化天线螺旋的直径，螺距，上升角来调节各个螺旋单元间的电流相位关系，从而得到最佳的正向辐射增益。

为了达到上述发明目的，本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种S波段双臂三元圆极化天线，该装置包括：

天线底座上安装有同轴馈电接口，与信号发射源连接；同轴馈电接口通过一根特性阻抗为50Ω的硬质同轴线与一个巴伦平衡器连接；巴伦平衡器贯穿天线内部，它的另一端与两根螺旋线连接；两根螺旋线对称的绕制在天线骨架周边上。

本实用新型一种S波段双臂三元圆极化天线，由于采取上述的技术方案，不但可缩小天线的尺寸，而且可以通过调节螺旋的直径，螺距，上升角来调节各个螺旋单元间的电流相位关系，使各个单元在轴向达到最大幅度加权。因此本实用新型取得了体积小、效率高、结构紧凑牢固等有益效果。本实用新型还可应用于便携式需求。

附图说明

图1是本实用新型S波段双臂三元圆极化天线的结构图；

图2是本实用新型S波段双臂三元圆极化天线的仿真增益方向图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的优选实施例。

图1是本实用新型S波段双臂三元圆极化天线的结构图。如图1所示，该装置包括：

天线底座上安装有同轴馈电接口，与信号发射源连接；同轴馈电接口通过一根特性阻抗为50Ω的硬同轴线与一个巴伦平衡器(BALUN平衡—不平衡转换器)连接；巴伦平衡器贯穿天线内部，它的另一端与两根螺旋线连接；两根螺旋线对称的绕制在天线骨架周边上。

上述两根螺旋线通过沿中心轴伸至天线顶部的同轴线，在顶部与巴伦平衡器连接，实现两个天线端口等幅但相对相位相差180°的平衡馈电。处于天线中心轴位置的是一根特性阻抗为50Ω的硬同轴线，在结构上它同时对整个天线结构起支撑作用。上述巴伦平衡器为同轴开槽平衡巴伦，上部开槽部分与芯线构成平衡—不平衡转换器；螺旋线与槽成90°；通过选取适当的结构参数(螺旋锥顶角θ0，螺旋线升角α，直径D，圈数N及线径d)，天线就可以在较宽的频带范围内实现宽波束。

下面对本实用新型的工作原理和过程进行描述。

信号源发出的激励信号通过同轴馈电接口、50Ω的硬同轴线后，经巴伦平衡器转换为平衡的激励信号，并传输给螺旋线向外发射。螺旋线由天线骨架支撑，可以通过调节螺旋的直径，螺距，上升角来调节各个螺旋单元间的电流相位关系，使各个单元在轴向达到最大幅度加权。

本实用新型的实施例工作于2000MHz，双臂三元螺旋直径为40～60mm，优选56mm，总高度为100～200mm，优选150mm。该装置的体积相当于双臂螺旋天线体积的二分之一，并且不需要反射盘。

图2为本实用新型实施例的仿真增益方向图，可以看出增益在±70°达到-1dB以上，在±90°达到-6dB以上，圆极化性能很好。例如，某卫星上的测控系统天线要求增益在±70°为-2dB，前后比达到20dB以上。本实用新型实施例完全可以满足该型号卫星的要求。