[实用新型]一种平面结构微波线极化到圆极化变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种平面结构微波线极化到圆极化变换器，属于电磁技术领域。

背景技术

信息化条件下，来自外界的电磁干扰对用频设备的威胁越来越大，电磁波的传播控制成为电磁领域研究的热点电磁波的极化控制是电磁波空间传播控制的重要研究内容，无线电技术中，利用不同极化的电磁波具有不同的传播特性，结合收发天线的极化特性，可实现无线电信号的最佳发射和接收。

随着现代通信技术的发展，无线通信系统对天线的性能要求越来越高，普通的线极化天线已经难以满足人们的需求，圆极化天线越来越受到关注。与线极化电磁波相比，圆极化天线具有抗雨雾干扰、抗多径效应等优势，如果通信的一方或双方处于方向、位置不定的状态，例如在剧烈摆动或旋转的运载体( 如飞行器等) 上，为了提高通信的可靠性，收发天线之一应采用圆极化天线。在人造卫星和弹道导弹的空间遥测系统中，信号穿过电离层传播后，因法拉第旋转效应产生极化畸变，这也要求地面上安装圆极化天线作发射或接收天线。

在军事上为了干扰和侦察敌方的通信或雷达目标，在未知敌方的极化状态下，需要应用圆极化天线，因为使用一副圆极化天线可以接收任意取向的线极化波，因此在卫星通信、GPS、物联网等领域得到了广泛的使用。

传统的构造圆极化天线的一种方法是构造圆极化微带天线、螺旋线天线等，但是这种方法设计复杂，同时也具有增益低等缺点。另一种构造圆极化天线的方法是利用圆极化器加载到线极化天线中，将线极化天线转换为圆极化天线。但是传统的介质圆极化器往往具有较大的厚度，使得天线的剖面高度增大，降低通信系统的集成度，所以将线极化转换成圆极化则非常必要。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种平面结构微波线极化到圆极化变换器。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种平面结构微波线极化到圆极化变换器，包括：第一谐振单元、第一介质层、防透射层、第二介质层、第二谐振单元，所述第一谐振单元彼此间隔的排列在第一介质层顶面，所述第一介质层底面、防透射层、第二介质层顶面依次连接，所述第二谐振单元与第一谐振单元相对应彼此间隔的排列在第二介质层背面；所述第一谐振单元由两个竖直开口金属条分开排列组成；每个竖直开口金属条开口处的两端上分别设置有一个金属化通孔，两个金属化通孔呈中心对称方式排列；所述防透射层上对应每组金属化通孔位置均设置有过孔，所述第二谐振单元由一个竖直开口金属条和一个水平开口金属条分开排列组成；第一谐振单元的两对金属化通孔分别依次穿过第一介质层、防透射层上过孔、第二介质层、第二谐振单元的竖直开口金属条和水平开口金属条的开口处两端上。

作为优选方案，所述第一介质层、第二介质层均采用罗杰斯RO4003C板。

作为优选方案，所述第一谐振单元、第二谐振单元的尺寸为25.12*12.6*3.5mm。

作为优选方案，所述金属化通孔直径为0.4mm。

作为优选方案，所述第一介质层、第二介质层的厚度为1.524mm。

作为优选方案，所述防透射层采用金属板。

作为优选方案，所述防透射层上过孔的直径大于金属化通孔的直径。

有益效果：本实用新型提供的一种平面结构微波线极化到圆极化变换器，有如下有益效果：

（1）与传统的极化转换器相比本新型结构简单，易加工，通过调节结构的大小可以方便实现的调节谐振频率。

（2）本设计中极化转换器厚度约3.5mm，占用的体积小，完全符合现代无线电通信低剖面的要求。

（3）本设计中提出了新的转换方式，既传导耦合，能够进行周期性扩展，使得结构灵活多变，易于实现量产。

附图说明

图1为本实用新型的正面结构示意图；

图2为第一谐振单元的结构示意图；

图3为本实用新型的背面结构示意图；

图4为第二谐振单元的结构示意图；

图5为本实用新型的侧面剖视图；

图6为对应两组金属化通孔的防透射层的结构示意图；

图7为电磁波极化转化的示意图；

图8为电磁波极化转化的S1（y）1（y）反射系数仿真图；

图9为电磁波极化转化的S2（x）1（y）透射系数仿真图；

图10为在x和y两个方向的透射相位差仿真图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。