[发明专利]旁瓣消减的小型圆极化高增益天线

说明书

技术领域

旁瓣消减的小型圆极化高增益天线的技术领域属于微波天线领域。

背景技术

喇叭天线因其具有高增益，高效率的特性而被广泛使用，但其高度比微带天线大很多。将微带天线组阵也可以得到高增益的效果，但其横截面比喇叭天线的辐射口径大很多，且其旁瓣只能降到15dB或小于15dB的旁瓣效果。所以我们有必要寻求一种新的天线，在实现同样增益的情况下，它既可与喇叭天线的辐射口径相媲美，又可与微带天线的厚度相媲美，并且其旁瓣可消减到20dB以上。

发明内容

本发明的目的在于使得天线具有微带天线的尺寸，却具有喇叭和反射面天线的增益和效率，并且旁瓣消减至20dB以上。

为了达到上述目的，本发明提供的旁瓣消减的小型圆极化高增益天线，包括：同相高反射率上层板；矩形口径的波导周围的导体壁；带耦合圆环开槽的导体底板；腔体内的圆型口径的挡壁；带有导体底板的单端口双臂微带馈线；SMA接头；所述同相高反射率上层板与矩形口径的波导周围的导体壁所围成的矩形波导的上端口相连；带耦合圆环开槽的导体底板与矩形口径的波导周围的导体壁所围成的矩形波导的下端口相连；同相高反射率上层板，矩形口径的波导周围的导体壁与带耦合圆环开槽的导体底板围成一个立方体腔体；带有导体底板的单端口双臂微带馈线粘于带耦合圆环开槽的导体底板的下方；SMA接头与馈线的单端口连接；在立方体腔体内，与耦合圆环同心并与带耦合圆环开槽的导体底板垂直，放置两个不同直径的圆形口径挡壁。

据本发明提供的旁瓣消减的小型圆极化高增益天线的优选技术方案是：同相高反射率上层板是一种具有周期结构的平板，它的反射系数的幅度接近0dB，它的反射系数的相位在工作频率处是0°，使用具有反射系数幅度越接近0dB但不等于0dB的同相高反射率上层板，天线增益越大，所述同相高反射率上层板的两个实例是方块型单层同相高反射率上层板和蘑菇型多层同相高反射率上层板。

根据本发明提供的旁瓣消减的小型圆极化高增益天线的优选技术方案是：同相高反射率上层板，矩形口径的波导周围的导体壁与带耦合圆环开槽的导体底板围成一个立方体腔体，该立方体腔体的上层板是同相高反射率平板，该立方体腔体的下层板是带耦合圆环开槽的导体底板，该立方体腔体的四周围的壁是导体板，腔体的高度是工作波长的四分之一。

根据本发明提供的旁瓣消减的小型圆极化高增益天线的优选技术方案是：带有导体底板的单端口双臂微带馈线贴于带耦合圆环开槽的导体底板的下方，并通过耦合圆环开槽把能量送入立方体腔体，导体底板上的圆环开槽的大小与单端口双臂微带馈线的双臂的长度差可根据工作频率的大小调节，目的是找到重合的好的输入阻抗匹配和好的轴比的频率期间。

根据本发明提供的旁瓣消减的小型圆极化高增益天线的优选技术方案是：立方体腔体内的两个不同直径的圆形口径的挡壁，以下描述为外挡壁和内挡壁，都是导电材料做成的环柱体，比如铜环柱，挡壁所用环柱体壁的厚度不应大于1mm，在满足不变形的硬度要求的情况下，挡壁所用环柱体壁的厚度要尽量小，外挡壁的内直径及高度可调，内挡壁的内直径及高度可调，以使旁瓣低于-20dB。

根据本发明提供的旁瓣消减的小型圆极化高增益天线的优选技术方案是：所述方块型单层同相高反射率上层板是一个FR4介质板，在FR4介质板的下表面的中间42×42mm²的面积上刻有7×7个方形铜片矩阵，方形铜片的尺寸是3.5×3.5mm²，7×7个方形铜片矩阵的周期是6×6mm²，在FR4介质板的上表面的中间42×42mm²的面积上刻有7×7个方形孔的矩阵，下表面的方形孔矩阵和上表面的方形铜片矩阵在尺寸上是互补的，该配置的同相高反射率板的工作频率是11.6GHz，可以根据需要选择不同的介质板，并调节方形铜片和方形孔的尺寸，来使工作频率调谐到不同的频点。