[发明专利]锥形波束的圆极化天线

说明书

本发明提供了一种锥形波束的圆极化天线，应用于通信技术领域，比如车载卫星通信等。天线整体为圆台形，外导体壁上开互相垂直的矩形缝隙，上下2列组成为天线辐射段。通过类同轴线结构给天线馈电，类同轴线结构外导体厚度随天线外辐射体倾斜角度渐变，从而实现较好的匹配。类同轴线外导体与天线辐射体之间填充介质。锥形波束的指向与圆台母线(辐射外导体表面)垂直，锥形波束圆极化性能良好，且通过改变母线倾角可以方便的实现任意角度的锥形波束。

技术领域

本发明涉及一种天线，具体地，涉及一种锥形波束的圆极化天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，与移动卫星通信作为一种常用的通信情况变得越来越普遍。通常同步卫星和与之通信的车、船等的直线路径与地面有一个较为稳定的角度，为了实现稳定的通信，就要求在这个角度附近天线增益较高。锥形波束天线可以较好的实现这个功能。此外，圆极化天线可以接收任意极化波的特性对于移动卫星通信这种位置变动较为频繁的通信场合也至关重要。

经文献检索，K.L.Lau，K.M.Luk等人2006年在IEEE Trans.Antennas Propag.期刊上发表的文章“A Wideband Circularly Polarized Conical-Beam Patch Antenna”提出了一种宽带圆极化锥形波束天线，但是其混合馈电结构较为复杂。D.Zhou等人2008年在Microwave And Optical Techonlogy Letters期刊发表的文章“New Circularly-polarized Conical-beam Microstrip Patch Antenna Array For Short-rangeCommunication Systems”提出用4个切角矩形圆极化贴片天线构成阵列实现圆极化锥形波束，该天线馈电结构较为简单，但是波束最大增益在方向360度内变化起伏较大，会对实际的通信质量造成影响。Jeen等人2010年在IEEE Trans.Antennas Propag.期刊上发表的文章“Reconfigurable Circularly-polarized Patch Antenna With Conical Beam”以两种线极化天线组合的方式实现了锥形波束圆极化天线，但是使用了较复杂的微扰技术。类似的，Xudong Bai，Xianling Liang等人2015年在IEEE Antenna And WirelessPropagation期刊上发表的文章“Dual-Circularly Polarized Conical-Beam MicrostripAntenna”使用了较为复杂的耦合馈电结构。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种锥形波束的圆极化天线。该天线阻抗带宽大，圆极化轴比带宽大，在垂直辐射结构外导体方向的增益高。

根据本发明提供的一种锥形波束的圆极化天线，其特征在于，包括辐射结构、馈电结构；

辐射结构包括中空的圆台形壳体；

辐射结构上设置有上层辐射单元、下层辐射单元；

辐射结构与馈电结构之间填充有填充介质结构；

馈电结构包括馈电结构外导体、馈电结构内导体；

馈电结构外导体与馈电结构内导体之间填充有馈电结构介质；

馈电结构内导体的上端与辐射结构的顶部连接。

优选地，上层辐射单元、下层辐射单元均为开设在圆台形壳体壁上的具有夹角的矩形缝隙对。

优选地，馈电结构外导体的厚度随圆台形壳体侧面的倾斜角度线性渐变；

馈电结构下端连接SMA接头。