[发明专利]一种低仰角增益增强的宽角双圆极化天线及设备

说明书

本发明属于无线通信领域，提供了一种低仰角增益增强的宽角双圆极化天线及设备。其中，该低仰角增益增强的宽角双圆极化天线包括切口壁、C型馈电网络、下介质基板、上介质基板、倒U型馈电结构、金属辐射贴片和一对同轴转换接头；所述切口壁环绕设在下介质基板周围，所述C型馈电网络设于下介质基板的上表面；所述C型馈电网络设置有若干个馈电枝节和梳状人工表面等离激元结构，所述馈电枝节与倒U型馈电结构的馈电端连接；所述倒U型馈电结构设置于C型馈电网络与金属辐射贴片之间；所述金属辐射贴片设置于倒U型馈电结构的上侧且敷设在上介质基板的上表面；一对同轴转换接头设置于C型馈电网络末端且位于下介质基板下方。

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种低仰角增益增强的宽角双圆极化天线及设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着现代通信技术的飞速发展，天线作为无线通信、雷达等系统的重要组成部分，天线性能的优劣在很大程度上直接影响着整个系统的性能。而在地球的低纬度(南、北纬)地区，由于天线低仰角处较差的增益会直接影响航空、卫星通信、雷达、遥控和遥测等通信系统的性能。此外，在卫星信号覆盖边缘区域以及飞行器处于横滚或纵摇等不固定姿态情况下，也会导致信号连接中断问题的发生。圆极化天线较线极化天线具有诸多优点：在抗干扰、抗衰落以及抗多径效应上具有优势；旋向正交性；接收任意极化来波，其辐射波也可由任意极化天线接收；圆极化波入射到对称目标时，反射波旋向逆转，这一特性在GPS和移动通信领域中用来抗雨雾干扰和多径反射。为了进一步提高导航系统的通信质量，尤其在卫星定位、导航等系统中要求天线具有圆极化以及低仰角处足够大的增益特性，以便有效捕获到低仰角处的微弱信号。此外，由于对高速目标在各种极化方式和气候条件下跟踪测量的需要，单一极化方式已很难满足以上所述的应用需求。

发明人发现，现有技术中为了获得广角辐射和宽带特性，通常采用在衬底集成腔上刻蚀平行狭缝和采用微带贴片混合模技术等方式提高天线低仰角增益，然而该种类型天线极化仍为单极化工作方式，且天线的损耗较大，严重影响着通信过程的信噪比质量。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种传输损耗低、低仰角增益增强的宽角双圆极化天线及设备，其具有结构简单、成本低、低损耗和低仰角增益高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种低仰角增益增强的宽角双圆极化天线，其包括切口壁、C型馈电网络、下介质基板、上介质基板、倒U型馈电结构、金属辐射贴片和一对同轴转换接头；

所述切口壁环绕设在下介质基板周围，所述C型馈电网络设于下介质基板的上表面；所述C型馈电网络设置有若干个馈电枝节和若干梳状人工表面等离激元结构，所述馈电枝节与倒U型馈电结构的馈电端连接；所述倒U型馈电结构设置于C型馈电网络与金属辐射贴片之间；所述金属辐射贴片设置于倒U型馈电结构的上侧且敷设在上介质基板的上表面；一对同轴转换接头设置于C型馈电网络末端且位于下介质基板下方。

作为一种实施方式，所述的切口壁高度决定所述双圆极化天线在低仰角处的增益水平。

作为一种实施方式，所述切口壁包括若干个金属片，这些金属片以下介质基板中心为圆心且以设定半径沿周向均匀分布。

作为一种实施方式，所述下介质基板的介电常数和上介质基板的介电常数相同。

作为一种实施方式，所述下介质基板的下表面全部覆设导电介质。

作为一种实施方式，所述C型馈电网络的结构内侧蚀刻若干均匀分布的梳状人工表面等离激元结构，所述C型馈电网络的结构外侧衍生出若干均匀分布的馈电枝节。

作为一种实施方式，所述倒U型馈电结构包括若干个相同的倒U型结构，且以设定半径沿着周向旋转式均匀分布。