[实用新型]基于圆波导TE11模的宽带E面全向圆极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于毫米波天线领域，具体涉及方位面全向，俯仰面具有较宽辐射波束的全向圆极化天线，是一种基于圆波导TE11模的宽带E面全向圆极化天线。 

背景技术

所谓极化，是指电磁场强度取向随时间变化的方式，一般用电场强度矢量端点每周期内在空间描述的轨迹表示波的极化。所谓圆极化天线，指的是一个天线所辐射的电磁场中电场的方向和大小在空间不是固定的，而是随着时间的变化在一个平面内形成一个圆。全向圆极化的实现比较困难，毫米波全向圆极化天线的实现尤其困难，目前已知的实现全向圆极化天线的方法主要包括： 

1.V型阵子阵。利用两个相互垂直且相距四分之一波长的对称阵子构成一个基本的阵子阵，在水平方向远区场电场幅度相同，相位相差90°。在90°方向上增加一个基本阵子阵，可实现全向圆极化辐射。这种结构适用于较低频段，不适用于毫米波领域。 

2.环形阵列天线。常见的是微带形式的环形阵列天线，利用等幅功分网络，对各个单元进行馈电，可实现方位面上全向辐射。同时对微带单元进行切角处理或者采用双馈电结构，以实现圆极化特性。此实现方式的局限在于环形半径受天线总体尺寸的限制，为了实现全向辐射需选定合适的单元数目，天线方向图的不圆度不好，驻波带宽以及轴比带宽较窄，当工作在高频段时，天线损耗较大，辐射效率较低。 

发明内容

要解决的技术问题 

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于圆波导TE11模的宽带E面全向圆极化天线，具有方位面全向，俯仰面较宽波束范围内圆极化辐射的特性。 

技术方案 

一种基于圆波导TE11模的宽带E面全向圆极化天线，包括毫米波圆极化喇叭2，其特征在于还包括金属圆锥体反射面1和T型张大的金属台阶6；T型张大的金属台阶6与毫米波圆极化喇叭2的输出端同轴连接，在T型张大的金属台阶6的输出端，同轴设置金属圆锥体反射面1，且锥顶指向T型张大的金属台阶6。 

所述毫米波圆极化喇叭2包括馈电段输入端3、矩圆转换器4、两个圆波导和圆极化器5；馈电段输入端3输出端连接矩圆转换器4的输入端，连接部位为尺寸相吻合的矩形；矩圆转换器4的输出端连接第一圆波导的输入端，连接部位为尺寸相吻合的圆形；第一圆波导通过圆极化器5连接第一二圆波导；所述圆极化器5的是由两个与TE11模的电场矢量E成45度角的金属块构成。 

所述金属圆锥体反射面的上底面半径r3大于T型张大的金属台阶的半径r2。 

所述T型张大的金属台阶的半径r2大于圆波导9的半径r1。 

所述T型张大的金属台阶6与金属圆锥体反射面1之间的间距大于半个波长，不超过两个波长。 

所述金属块由多块金属块7构成。 

在毫米波圆极化喇叭2外围设有泡沫塑料筒8，金属圆锥体反射面1置于泡沫塑料筒8之上。 

有益效果 

本发明提出的一种基于圆波导TE11模的宽带E面全向圆极化天线，用毫米波圆极化喇叭照射金属圆锥体反射面，金属圆锥反射面改变了电磁波的传播方向，使其由轴向辐射变为径向辐射，从而实现了方位面的全向辐射；同时当圆极化波辐射到一个圆对称的目标时，辐射波方向仅反向旋转，其圆极化特性并不改变。所以当用上述结构时，既可以实现全向特性，又可以保证圆极化性能。 

本发明与现有的全向圆极化天线形式相比，具有如下优势：结构形式简单，方向 图不圆度较好，损耗小，俯仰面上的辐射角度范围可调节，适合在毫米波领域使用。 

附图说明

图1：圆极化器为双金属块时圆极化喇叭照射金属圆锥体反射面结构示意图； 

图2：毫米波圆极化喇叭天线结构示意图； 

图3：圆极化器为周期加载金属块时圆极化喇叭照射金属圆锥体反射面结构示意图； 

图4：具体实施时该天线的结构示意图； 

图5：具体实施时该天线内部结构尺寸示意图； 

1-金属圆锥体反射面，2-毫米波圆极化喇叭，3-馈电段输入端，4-矩圆转换器，5-圆极化器，6-T型张大的金属台阶，7-，8-泡沫塑料，9-圆波导， 

图6：具体实施时天线的辐射方向图； 

图7：具体实施时天线的轴比方向图。 

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述： 

本实施例分为两个部分进行设计：