[发明专利]具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性的金属波导天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别涉及一种具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性的金属波导天线。

背景技术

双向辐射是指天线在两个相反的方向有相同能量的辐射。传统的贴片天线由于地板的存在而具有单向的定向辐射特性，单极子天线具有水平全向的辐射特性，他们单独不能产生双向辐射的方向图。然而在一些无线通信系统中，比如桥梁隧道通信，矿井巷道无线系统，双向辐射方向图显得十分重要，因为这些系统的信道本身具有相对细长的管道特性。另外在射频识别系统，微蜂窝基站，室内无线接入，高速局域网络等系统中，天线也需要有双向覆盖的能力。

圆极化波是指沿着传播方向看去，天线的辐射电场的轨迹随着时间在一个圆上旋转变化的辐射波。圆极化波是相对于线极化波而言的，线极化波是指电场随着时间在一条线上变化。和线极化波相比，圆极化波有很明显的优势。圆极化收发系统中的天线不再像线极化天线那样需要极化对准和极化匹配，否则将不能进行信号的传递。圆极化波对收发机天线本身的物理运动和电波传播过程中导致的极化旋转等变化不敏感，可以提高信道信号的可靠性与稳定性。因而具有双向圆极化波辐射特性的天线设计在以上无线通信系统中起着十分重要的作用。圆极化波按照旋向可以分为左旋圆极化波和右旋圆极化波。传统的槽天线通过设计可以实现双向圆极化波的辐射，但是槽天线在两个相反的方向上所辐射的圆极化波的旋向是相反的，这就是说，如果在一个方向辐射的是左旋圆极化波，那么在另一个相反的方向辐射的将必然是右旋圆极化波。这样会导致在天线其中一个辐射方向上因为圆极化波旋向相反而无法传递信号。因而，具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性的天线设计显得十分得迫切。

金属波导天线的辐射是将波导纵向传输的整个端口开路而实现的，如果从波导中间馈电，并在纵向前后两个传播方向上均进行开路，便可以实现双向的辐射特性。波导天线它具有低损耗，大容量等优点，因而研究具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性的金属波导天线对无线通信系统的性能提高具有重要作用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性的金属波导天线，可用于微蜂窝基站，矿井巷道，桥梁隧道，射频识别，高速局域网络和室内无线接入等多种无线通信系统中，具有制作简单、低成本、易集成、设计灵活的特点，并具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有双向同旋等增益圆极化波辐射特性的金属波导天线，包括：

两端开口的正方形口面金属波导1；

安装在金属波导1一个内侧壁上的介质片2；

安装在介质片2上的长宽相等的矩形的上臂金属片41和下臂金属片42，上臂金属片41和下臂金属片42均与金属波导1各个侧壁呈45°夹角，且折向金属波导1的口面中心，上臂金属片41和下臂金属片42在金属波导1的口面截面上垂直；

连接上臂金属片41和下臂金属片42的微带线；

以及，

连接到所述微带线的正中心点的同轴线内导体馈电探针31，同轴线的外导体连接在金属波导1的侧壁上。

所述介质片2宽度与金属波导1口面宽度一致，高度与上臂金属片41和下臂金属片42垂直间距一致。

所述上臂金属片41和下臂金属片42在介质片2所在面上相距四分之一波导波长。

所述微带线包括连接在上臂金属片41和介质片2相交的边的中心位置的第一微带线33，连接在下臂金属片42和介质片2相交的边的中心位置的第二微带线34，以及连接第一微带线33和第二微带线34的四分之一波长阻抗变换微带线32，其中第一微带线33和第二微带线34等长，馈电探针31连接于四分之一波长阻抗变换微带线32上。

所述同轴线为50欧姆同轴线。