[发明专利]一种曲线型圆极化器

说明书

本发明涉及一种曲线型圆极化器，属于通信技术领域，解决了现有技术印制板层数较多、制备复杂、加工成本较高的问题。该曲线型圆极化器包括自上而下依次平行排布的上曲线栅层和下曲线栅层。下曲线栅层，用于接收电场矢量与下曲线栅层平面呈45°夹角的线极化波，在其周围生成线极化电场矢量1。线极化波自下而上依次通过下曲线栅层和上曲线栅层。上曲线栅层，用于接收上述线极化波，生成与所述线极化电场矢量1呈90°相位差的线极化电场矢量2，并在所述上曲线栅层上方生成左旋或右旋圆极化波。该曲线型圆极化器具有宽带、低剖面、低损耗、低成本、圆极化纯度高等特点，并且结构简单，质量轻，配件结构少，易于加工和装配。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种曲线型圆极化器。

背景技术

圆极化器在雷达探测、通信领域内有重要的应用价值，将其置于线极化天线的辐射口面前，可以将线极化波转换成圆极化波。圆极化天线的轴比是衡量圆极化纯度的重要指标，圆极化天线轴比越小，可认为该天线圆极化纯度较高。电压驻波比是衡量天线与圆极化器匹配程度的重要指标，驻波比越大，匹配越差，驻波比小于1.5，可认为天线匹配很好，传输效率较高。

S11是天线S参数中的一个，表示传输回波损耗，S11越大，能量反射越大，损耗越高，S11小于-10dB可认为能量损耗很小。

目前，常用的曲线型圆极化器以三层以上不同的印制板构成的居多，其印制板层数较多，制作复杂，加工成本较高，剖面较大。当前，缺少一种在减少印制板层数的基础上还能实现宽带、高纯度圆极化转换的圆极化器。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种曲线型圆极化器，用以解决现有技术印制板层数较多、制作复杂、加工成本较高的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种曲线型圆极化器，包括自上而下依次平行排布的上曲线栅层和下曲线栅层；

所述下曲线栅层，用于接收电场矢量与下曲线栅层平面呈45°夹角的线极化波，在其周围生成线极化电场矢量1；所述线极化波自下而上依次通过下曲线栅层和上曲线栅层；

所述上曲线栅层，用于接收上述线极化波，生成与所述线极化电场矢量1呈90°相位差的线极化电场矢量2，并在所述上曲线栅层上方生成左旋或右旋圆极化波。

上述技术方案的有益效果如下：与现有技术相比，上述技术方案提供的曲线型圆极化器具有宽带、低剖面、低损耗、低成本、圆极化纯度高等特点。电磁信号在微带线中传输需要阻抗具有连续性，电磁信号如果在微带线中走直角，拐角处的有效线宽会增大，阻抗不连续，引起信号反射。为了减小不连续性，通过对上曲线栅层和下曲线栅层的结构进行设计，可实现低S11值。以两层印制板实现了电磁波的高纯度圆极化转换，同时由于电磁信号的低反射和印制板层数的减少，实现了圆极化器与天线的良好匹配，获得低电压驻波比。

基于上述方法的另一个实施例中，所述上曲线栅层，包括M组平行排布的曲线型金属栅格，每组曲线型金属栅格包括周期性排列的N个切角型基本单元；

所述切角型基本单元采用在每个拐角处进行切角的矩形波单元结构；所述M≥2，N≥2。

上述技术方案的有益效果是：采用切角型基本单元构建曲线型金属栅格，钝化了尖锐边缘，可减小电压驻波比，降低S11值，降低传输损耗。

进一步，所述下曲线栅层的结构、尺寸和参数与所述上曲线栅层的结构、尺寸和参数相同。

上述进一步方案的有益效果是：采用两层完全相同的曲线栅层，使得该设计的圆极化器为对称周期结构，仿真优化时可仅针对单个切角型基本单元优化，易于设计。曲线栅层之间可以为空气层，结构简单，质量轻，配件结构少，易于加工和装配，降低能量损耗。可适用于各种线极化天线的圆极化转换。

进一步，所述曲线形圆极化器，还包括在所述上曲线栅层和下曲线栅层之间设置的功能层；