[发明专利]一种双圆极化锥状波束天线

说明书

本发明公开了一种双圆极化锥状波束天线，其特征在于：包括从上至下依次设置的天线辐射体、天线基板、天线接地板、定向耦合器基板和定向耦合器，天线辐射体为圆形的金属贴片并具有能工作在TM₂₁模或TM₃₁模下的尺寸，天线辐射体和定向耦合器分别对应的设有两个馈电点，馈电点通过金属化过孔将天线辐射体和定向耦合器相连，定向耦合器能通过馈电点对天线辐射体进行等辐、差相90°的双馈电，使天线辐射体产生圆极化。本发明通过改变径向夹角的大小，即改变馈电点之间的距离，从而使得馈电点之间的互耦降低，改善天线的轴比性能。且没有增加额外的设施，本发明的天线具有结构简单、剖面低、批次性高的优点。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体地，涉及一种实现双圆极化圆锥波束的天线。

背景技术

圆极化天线由于其旋电特性，可以接收任意极化方向的线极化信号，在无线通信领域中的应用越来越广泛。而在卫星通信领域，电磁波通过电离层时会发生法拉第旋转效应，为避免信号因电场旋转带来的极化损失，故卫星通信天线多采用圆极化天线。

按照波束形状分，通常卫星通信地面天线有如下两类：一是圆锥波束天线，二是定向波束天线。前者不需要调整天线方向，可以实现一定倾角范围内任意方向的卫星信号接收，后者往往需要通过电或机械方式调整天线辐射波束的方向，从而和卫星对准实现通信。前者剖面高度低、尺寸小、安装相对灵活，后者尺寸较大、造价也较高，往往适用于较高增益要求的场合。

经文献检索，XudongBai，Xianling Liang等人2015年在IEEE Antenna andWireless Propagation Letters期刊上发表的文章“Dual-Circularly PolarizedConical-Beam Microstrip Antenna”中提出的一种星状缝隙加载的层叠式贴片天线，可以实现双圆极化圆锥波束，该种天线结构仍然较为复杂，且通过开星状缝隙来减少杂散电流从而改善天线轴比特性的作用不明显。

发明内容

本发明结合现有技术中的问题，提供一种双圆极化圆锥波束天线，通过改变馈电点位置实现天线圆极化性能的改进。

本发明的技术方案为：一种双圆极化锥状波束天线，其特征在于：包括从上至下依次设置的天线辐射体、天线基板、天线接地板、定向耦合器基板和定向耦合器，所述天线辐射体为圆形的金属贴片并具有能工作在TM₂₁模或TM₃₁模下的尺寸，所述天线辐射体和定向耦合器分别对应的设有两个馈电点，所述馈电点通过金属化过孔将天线辐射体和定向耦合器相连；所述定向耦合器能通过馈电点对天线辐射体进行等辐、差相90°的双馈电，使天线辐射体产生圆极化。

作为优选，所述天线辐射体工作在TM₂₁模下时，所述馈电点的径向夹角为135°。

作为优选，所述天线辐射体工作在TM₃₁模下时，所述馈电点的径向夹角为150°。

作为优选，所述定向耦合器为集成芯片或金属印制板结构。

作为优选，所述定向耦合器为3dB定向耦合器。

作为优选，所述定向耦合器和天线辐射体具有共同的天线接地板。

有益效果：本发明的一种双圆极化锥状波束天线，通过改变径向夹角的大小，即改变馈电点之间的距离，从而使得馈电点之间的互耦降低，改善天线的轴比性能。且没有增加额外的设施，本发明的天线具有结构简单，剖面低、批次性高的优点。

附图说明

图1为本发明的一种双圆极化锥状波束天线的俯视图；

图2为本发明的一种双圆极化锥状波束天线的剖视图；

图3为本发明的实施例中馈电点径向角度45°时S11和S21频响曲线；