[实用新型]一种低剖面宽波束圆极化天线

说明书

技术领域

本实用新型属于无线通信领域，尤其涉及一种低剖面宽波束圆极化螺旋天线。

背景技术

现有无线通信中圆极化天线有螺旋、偶极子、微带结构等形式，微带结构形式剖面低易于集成但是微带结构形式增益损耗大，能量覆盖效果低，常规螺旋和偶极子形式覆盖效果好但是剖面过大不易于载体共形。随着通信的发展，迫切需要低剖面宽波束天线与载体共形安装，同时保证高增益，不影响覆盖效果。根据现有的需求，设计一种低剖面宽波束天线实现宽波束的覆盖效果，且剖面低、结构简单可靠易于共形。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种低剖面宽波束圆极化螺旋天线。通过四臂螺旋顶馈的方式实现低剖面高增益宽波束的覆盖效果。低剖面宽波束天线由两组双臂螺旋线组成，双臂螺旋线正交之间相位差90°，通过改变天线螺旋臂的结构来产生90°的相位差，实现自相移结构，得到圆极化覆盖效果；馈电采用缝隙巴伦的形式，在同轴外导体的末端对称切开两条λ/4长的缝隙制作而成，四臂螺旋线的两条螺旋铜带与同轴线外导体相连，而另外两条螺旋铜带同时与同轴线内导体和外导体相连，因此同轴外导体外壳没有电流，保证了馈电电流的对称性。

一种低剖面宽波束圆极化天线，包括第一铜带1、第二铜带2、第三铜带3、第四铜带4、同轴内导体5、同轴外导体6、介质支撑管8、同轴连接器9以及介质管10；

所述同轴外导体6为中空圆筒，且圆筒沿轴向对称开有两条长度为λ/4的缝隙；其中λ为低剖面宽波束圆极化天线的工作波长；

所述同轴内导体5为柱状，并采用一体加工形式直接穿插在同轴外导体6中间；

所述同轴内导体5和同轴外导体6置于介质支撑管8内部；

所述同轴内导体5和同轴外导体6的底部均与同轴连接器9连接；

所述同轴内导体5与同轴连接器9之间采用用介质管10固定，保证同轴内导体在5在同轴连接器9的中心；

所述第一铜带1、第二铜带2、第三铜带3以及第四铜带4分别螺旋缠绕在介质支撑管8的外壁上；其中第一铜带1与第四铜带4之间通过螺距及旋转圈数不同实现自相移为90°的相位差；所述第二铜带2位于第四铜带4以介质支撑管8的中心轴为轴旋转180°的位置；所述第三铜带3位于第一铜带1以介质支撑管8的中心轴为轴旋转180°的位置；同时第一铜带1和第三铜带3的螺旋直径、螺距以及旋转圈数均相同，第二铜带2和第四铜带4的螺旋直径、螺距以及旋转圈数均相同；

所述第一铜带1、第四铜带4的顶端分别与同轴内导体5和同轴外导体6同时连接；

所述第二铜带2、第三铜带3的顶端与同轴外导体6连接。

一种低剖面宽波束圆极化天线，还包括安装板7，其中安装板7由圆环平板和中空圆柱一体加工形成；所述同轴连接器9安装在安装板7中空圆柱的下端，介质支撑管8固定在安装板7的上端；所述同轴内导体5和同轴外导体6伸出安装板7下端的部分容纳于中空圆柱的内部。

所述介质支撑管8外径27mm，内径24mm。

所述第一铜带1、第二铜带2、第三铜带3以及第四铜带4的宽度均为2mm，厚度均为0.5mm。

所述第一铜带1和第三铜带3的螺旋直径为27mm，螺距为39.33mm，旋转圈数为0.48圈。

所述第二铜带2和第二铜带4的螺旋直径为27mm，螺距为33.54mm，旋转圈数为0.55圈。

所述第一铜带1、第二铜带2、第三铜带3以及第四铜带4的末端通过螺钉或者胶粘在安装板7上；同时四根铜带采用胶粘方式固定在介质支撑管8外壁上；四根铜带与同轴内导体5、同轴外导体6采用焊接的方式固连。

所述第一铜带1、第二铜带2、第三铜带3、第四铜带4、同轴内导体5以及同轴外导体6为铜或者导电率良好的金属材质；安装板7材质为铝；介质支撑管8为石英玻璃纤维材料；同轴连接器9为铜，介质管10为聚四氟乙烯。

所述同轴内导体5和同轴外导体6的阻值在工作波段上满足50Ω的阻抗匹配，且同轴内导体5为同轴馈电。

所述同轴外导体6的中空圆筒两侧的缝隙长度为35mm。

有益效果：

1、本实用新型的低剖面宽波束天线由两组双臂螺旋铜带组成，双臂螺旋铜带正交相位差90°，通过改变天线螺旋铜带的螺旋直径、螺距以及旋转圈数等结构来产生90°的相位差，实现自相移结构，得到圆极化覆盖效果；因此在保证增益的前提下大大降低天线的剖面高度，实现天线的小型化，减少安装空间，实现与载体的共形安装，同时保证较高的增益不增加系统的功耗。