[发明专利]碗形高阻抗反射器的高增益圆极化阵列天线

说明书

本发明提供了一种碗形高阻抗反射器的高增益圆极化阵列天线，包括：正交偶极子单元、碗形金属反射器、金属环、微波介质板；正交偶极子单元的正交偶极子印刷在微波介质板上；正交偶极子单元设置在碗形金属反射器的底面；碗形金属反射器的内侧壁设置有金属环。本发明具有21％的‑15dB阻抗带宽，且本发明所用的高阻抗碗形反射器相比于具有相同口径尺寸的内壁无高阻抗表面的碗形反射器及平面反射器，使得天线增益最大分别提高了3.1dB和4.2dB。此外，该阵列天线的副瓣电平比同口径的平面反射器阵列天线低约5dB。该增益提高方法亦适用于提高其他形式的天线增益。

技术领域

本发明涉及喇叭天线领域，具体地，涉及结构简洁的碗形高阻抗反射器的高增益圆极化阵列天线。

背景技术

现代通信技术的发展和应用对天线的性能提出了更多的要求。圆极化天线由于其独特的优势得到越来越广泛的应用。圆极化相比于线极化可以减小多径效应带来的对信道的干扰，可以减少极化失配造成的能量损失，可以为天线的取向提供更多的自由度，这些都使得现代通信系统对圆极化天线的需求越来约大。

目前，圆极化天线已经被应用在雷达、电子对抗、通信、遥感遥测等诸多领域。除此之外，现代通信系统对天线的增益也提出了更多的要求，在微波远程传输、机载通信等系统中都要求天线在所要求的方向对电磁波有较强的收、发能力，而在其余方向对杂波信号有这较强的抑制能力，这就对高增益、强方向性的天线提出了要求。天线增益的提高也意味着发射机所需的发射功率得到减小，从而降低了系统成本并减小了对环境的电磁污染。高增益的天线对提高通信系统的信噪比也有显著的作用。

目前已经有多种提高天线增益的方法，有在天线上方加载基板或者加载方形环，有通过采用异性材料制作天线利用材料特性来实现天线的增益，例如专利文献CN202977719U采用陶瓷介质基板和环形辐射贴片来提高天线增益。但是这些方法大多都是对单元结构进行了改进，对于特定的天线需要提高增益时该方法便不再适用。因此，找到一种能广泛适用的提高天线增益的方法是有必要的。

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碗形高阻抗反射器的高增益圆极化阵列天线。

根据本发明提供的一种碗形高阻抗反射器的高增益圆极化阵列天线，包括：正交偶极子单元、碗形金属反射器、金属环、微波介质板；

正交偶极子单元的正交偶极子印刷在微波介质板上；

正交偶极子单元设置在碗形金属反射器的底面；

碗形金属反射器的内侧壁设置有金属环。

优选地，多个金属环等高度、等间距设置在碗形金属反射器的内侧壁上。

优选地，正交偶极子单元包括金属腔、同轴线、同轴接头；

微波介质板下方为一与微波介质板等边长的金属腔，正交偶极子单元的正交偶极子馈电点通过下方一段同轴线穿过金属腔连接至同轴接头。

优选地，正交偶极子单元的边长为λ/2且高度为λ/4，金属腔的深度为λ/4，同轴线长λ/4，金属环高度为λ/4；

其中，λ为工作频率中心频点对应的自由空间波长。

优选地，四个正交偶极子单元中心旋转对称嵌入在碗形金属反射器的金属圆盘底面上；其中，每个正交偶极子单元馈电幅度相同且馈电相位沿周向逆时针依次为0°、-90°、-180°、-270°；金属环有四个。

优选地，正交偶极子单元与碗形金属反射器采用公共地板。

优选地，碗形金属反射器具有张角，碗形金属反射器的金属底面作为四个正交偶极子单元的公共反射板。

优选地，金属腔底端与碗形金属反射器的金属底面在同一平面上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：