[发明专利]一种全金属的双极化开口波导天线

说明书

本发明公开了一种全金属的双极化开口波导天线，采用了新型的SSPPs激励结构和激励方式，使得SSPPs加载开口波导天线的方式实现了改变；这种加载方式简化了加工方式，降低了加工成本，使双极化加载更加方便。本发明中所有结构为金属材质，不需要介质，避免了介质损耗。本发明采用了新型的SSPPs的加载方式，几乎没有改变开口波导的阻抗特性，因此天线的阻抗带宽非常宽，可以覆盖整个Ka波段，且结构是对称的，因此可以支持双线极化辐射或双圆极化辐射；在双线极化的基础上双圆极化辐射可以通过在方形波导的输入端添加圆极化器实现。

技术领域

本发明属于天线领域，具体涉及一种全金属的双极化开口波导天线。

背景技术

常用的开口波导天线由于自设辐射口径太小，增益较低，波瓣较宽，一般无法直接使用。只能用于需要宽波束的特殊场景。开口波导天线阵列可以提高增益，但馈电网络复杂且笨重，增加了成本和体积。

目前常用的金属喇叭天线由于提高增益的方法是简单的增大天线体积，有体积大，笨重等缺点。一般喇叭需要斜面渐变结构，机械加工也比较困难。

目前常用的介质棒加载开口波导天线由于需要在开口面加载介质棒，机械强度不如一体金属结构。由于有介质棒的存在，天线介质损耗较高，效率较低。尤其在毫米波和更高频率，由于材料的限制，介质棒的损耗角正切增大，介质损耗急剧增大。而低损耗的介质一般成本非常高。一般介质棒都是比较复杂的锥形，螺旋等渐变结构，加工较为复杂，尤其是在毫米波等更高频段，波长变短，天线的体积变小，加工更为困难。

目前常用的基片集成波开口波导、喇叭天线虽然可以由平面基板实现，但辐射口径与自由空间很难匹配导致一般带宽较窄，增益较低。除此之外，由于基片集成波导的实现原理限制，金属过孔无法传播纵向电流，双极化端射波束很难实现，目前实现方案是使用多层板在过孔中间加一层连续金属，加工非常复杂且带宽很窄导致实用性不高。

目前常用的八木天线和对数周期端射天线虽然结构简单成本较低，但八木天线增益提高一般需要增加引向单元，会使带宽变窄；对数周期天线增益较低。毫米波段和更高频段这两种天线一般用PCB技术加工，很难实现双极化辐射。

综上所述，目前常用的开口波导天线一般只用于测试测量，应用场景单一；金属喇叭天线虽然增益较高，带宽较宽，但结构笨重；目前的介质棒加载开口波导天线的性能优秀，但介质损耗较高，加工比较困难，成本较高，天线的结构强度很难保证；目前的基片集成波导开口波导、喇叭天线结构紧凑，但带宽较窄，双极化难以实现，损耗较高；目前的八木天线和对数周期端射天线在毫米波段很难实现双极化辐射。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种全金属的双极化开口波导天线解决了现有技术中存在的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种全金属的双极化开口波导天线，包括相互连接的天线主体和正交模转换器OMT；

所述天线主体包括相互连接的开口波导和反射腔体；所述开口波导包括天线辐射端口、SSPPs结构、第一安装背板、第一安装孔、SSPPs耦合槽以及天线馈电端口；所述天线辐射端口和天线馈电端口分别设置于SSPPs结构的两端；所述第一安装背板为正方形，其中心设置有开口，其四个角上分别设置有第一安装孔；所述天线馈电端口与第一安装背板的开口连接，所述SSPPs结构靠近天线馈电端口的位置设置有SSPPs耦合槽；

所述反射腔体包括第二安装背板、第二安装孔以及反射腔；所述反射腔为长方体空腔且两平行面设置为开口；所述第二安装背板为正方形，其中心有开口，其四个角上分别设置有第二安装孔；所述反射腔的开口与第二安装背板的开口大小相同且四边对应连接；

所述正交模转换器OMT上设置有公共端口、第一极化端口以及第二极化端口，所述天线馈电端口与公共端口连接。