[发明专利]一种双圆极化宽带宽波束天线

说明书

本发明提供一种双圆极化宽带宽波束天线，包括圆波导、馈电探针、负载探针、隔板移相器和金属环组；馈电探针、负载探针与隔板移相器均位于圆波导内，且馈电探针与负载探针分居隔板移相器两侧；圆波导的一端端面封闭，另一端端面设置有开口；馈电探针馈入的能量经隔板移相器转换形成圆极化波后从开口处向外辐射；金属环组位于开口旁，用于引入水平环形磁流；圆波导的靠近开口的侧壁上设置有用于引入竖直磁流的镂空槽组。通过圆波导和隔板移相器，形成定向辐射的圆极化波；引入水平环形磁流，提高半功率波束宽度；引入竖直磁流，进一步提高宽带内的半功率波束宽度且减小一定波束内E_θ和的差值，改善轴比波束宽度。

技术领域

本发明涉及圆极化天线技术领域，尤其是指一种双圆极化宽带宽波束天线。

背景技术

随着现代科技的发展，人们的信息交流越来越频繁。在近些年，为了更好地传输电磁波，卫星通信通常都选择采用宽波束圆极化天线。在某些特别的使用环境中，需要通信系统中设计波束较宽的天线来发射接收电磁波，实现在广阔的区域内设备间的通信。所设计的波束较宽的天线要求在一定的波束范围内辐射功率下降较小，并能在低仰角下有效地接收无线电信号，进而实现在较大的范围内进行电磁波的有效接收和发射。

在现有技术中，所设计的波束较宽的天线多采用微带天线。微带天线通过改变地面结构、在主辐射片附近添加竖直电流等方式进行辐射，能在较窄的工作频带内实现宽半功率波束，但是比较难保持波束内的良好轴比特性。现有技术中还有在喇叭口面处加多个环形扼流槽来展宽半功率波束，但是其横向尺寸太大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供了一种横向面积小、宽频带内同时实现宽半功率波束和宽轴比波束的圆极化天线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种双圆极化宽带宽波束天线，包括圆波导、馈电探针、负载探针、隔板移相器和金属环组；所述馈电探针、所述负载探针与所述隔板移相器均位于所述圆波导内，且所述馈电探针与所述负载探针分居所述隔板移相器两侧；所述圆波导的一端端面封闭，另一端端面设置有开口；所述馈电探针馈入的能量经所述隔板移相器转换形成圆极化波后从所述开口处向外辐射；所述金属环组位于所述开口旁，用于引入水平环形磁流；所述圆波导的靠近所述开口的侧壁上设置有用于引入竖直磁流的镂空槽组。

进一步地，所述镂空槽组中设置有至少两个第一竖槽和至少两个第二竖槽；所述第一竖槽的长度大于所述第二竖槽的长度，且二者的长度方向均与所述圆波导的轴线平行；所述第一竖槽与所述第二竖槽之间交替地排布。

进一步地，所述开口为圆形口，其的直径与所述圆波导的直径相等；所述第一竖槽的一端延伸至所述开口的边沿，所述第二竖槽的一端也延伸至所述开口的边沿。

进一步地，所述第一竖槽为四个，四个所述第一竖槽均匀分布在所述开口边沿上；所述第二竖槽为四个，四个所述第二竖槽均匀分布在所述开口边沿上。

进一步地，所述金属环组包括第一金属环；所述第一金属环的环芯位于所述圆波导的轴线上，其所在的平面与所述圆波导的端面平行。

进一步地，所述天线的中心工作频率波长为λ，所述圆波导的直径为Φ，所述第一金属环的直径为Φ₁，所述第一金属环到所述开口的距离为H₁，其中，0.61λ≤Φ≤0.72λ，Φ₁Φ，0.1λ≤H₁≤0.15λ。