[发明专利]极化跟踪装置

说明书

本发明涉及天线领域，公开了一种极化跟踪装置，包括第一旋转结构和第二旋转结构，所述第一旋转结构包括第一线极化层和至少三个圆极化层，所述第一线极化层共轴设置在所述至少三个圆极化层下方；各圆极化层的栅条的方向相同；所述第一线极化层为平面线栅线极化器，所述平面线栅线极化器的栅条方向与各圆极化器的栅条方向之间的夹角为45°；所述第二旋转结构包括第二线极化层和天线辐射端口，所述第二线极化层以λg/2的间距设置在所述天线辐射端口的上方；所述第一旋转结构共轴设置在所述第二旋转结构的上方，并且以相同轴心相对转动。所述极化跟踪装置的结构简单，损耗低，能够精确跟踪卫星极化方向。

技术领域

本发明涉及天线领域，特别涉及一种极化跟踪装置。

背景技术

波束扫描天线是一种具有高增益性能的天线或天线阵列,这类天线本身具有很高的定向辐射特性，同时，通过改变天线的工作模式、工作状态、工作频率或天线姿态，可以使天线的最大辐射方向发生改变，从而实现波束扫描。波束扫描天线的用途非常广泛，尤其是在军事和科学研究方面。军用雷达、科研探测设备以及需要卫星导航和定位的系统使用的天线设备，都必须具备波束扫描特性。

随着相控阵天线热度逐渐提升，在卫星通信领域的应用也日益增多。相控阵天线具有低剖面，极高的扫描速率(纳秒级)，天线的形式不局限等优势，但相控阵天线的成本高，组件部件多，每个单元需要独立的TR组件。若提高相控阵天线的增益会大大提高天线的成本，因此相控阵天线并不能称为高增益天线。虽然相控阵天线的扫描速率快，但随着扫描角度的增加，增益呈下降趋势，大角度(60°)扫描增益下降明显。

CTS(Continuous Transverse Stub连续切向枝节)天线最早是美国休斯航空公司于20世纪90年代提出，天线的形式为平板波导上连续开贯通的横向缝隙实现辐射。VICTS天线是可变倾角的CTS天线，相比传统“动中通”天线具有简单的平面结构，造价低。但由于馈源结构固定，天线系统调整俯仰角是通过旋转辐射层来实现，辐射层切向节方向决定天线的极化方向，因此在天线俯仰角固定的情况下，天线无法与目标卫星保持相同极化方向。

申请号为201510902291.8的中国专利公开了一种抛物反射面馈电的宽带高增益可扫描平板天线，但该天线仅能辐射线极化波，但未能实现极化控制。

申请号为201611057972.X的中国专利公开了一种拆子阵馈电VICTS卫通天线,该天线提供了一种低剖面、高增益、波束扫描角度大，辐射能力强的卫通天线，但同样未能实现极化控制。

因此，有必要提供一种能够实现极化控制的天线装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极化跟踪装置，能够精确跟踪卫星极化方向。

本发明提供了一种极化跟踪装置，包括第一旋转结构和第二旋转结构，

所述第一旋转结构包括第一线极化层和至少三个圆极化层，所述第一线极化层共轴设置在所述至少三个圆极化层下方；各圆极化层的栅条的方向相同；

所述第一线极化层为平面线栅线极化器，所述平面线栅线极化器的栅条方向与各圆极化器的栅条方向之间的夹角为45°；各相邻的圆极化层之间的距离、所述第一线极化层与相邻的圆极化层之间的距离均为λg/4；其中λg为电磁波在介质中的波导波长；

所述第二旋转结构包括第二线极化层和天线辐射端口，所述第二线极化层以λg/2的间距设置在所述天线辐射端口的上方；

所述第一旋转结构共轴设置在所述第二旋转结构的上方，并且以相同轴心相对转动。

在一个优选例中，所述圆极化层为多层平面FSS结构。

在一个优选例中，所述圆极化层为多层弧面FSS结构。

在一个优选例中，所述圆极化层的极化结构类型是曲折线极化器或者耶路撒冷极化器。