[发明专利]一种双极化太阳能天线单元及阵列

说明书

本发明公开了一种双极化太阳能天线单元及阵列，双极化太阳能天线单元包括从上至下依次设置的平面面积相等的太阳能片层、双极化天线振子层、频率选择表面层和天线底座层，且相邻两层之间均通过泡沫分隔支撑，所述双极化天线振子层通过同轴射频连接器和金属接地柱穿过频率选择表面层与所述天线底座层连接。本发明太阳能电池片百分百暴露，同时起到扩展天线原有工作带宽的作用；天线具备宽频带双极化大角度扫描能力，既保证了天线的辐射性能，又最大化保证了太阳能电池的发电效率。

技术领域

本发明涉及天线技术及太阳电池应用领域，具体涉及一种双极化太阳能天线单元及阵列。

背景技术

太阳能电池和天线的集成已经成为人们关注的研究课题，将太阳电池与天线一体化集成，太阳电池发电电能供天线系统使用，给传统天线系统供电方式提供新思路。

目前国内外实现太阳能天线集成的方法主要分两类，第一类为缝隙太阳能天线，集成方式有两种：一种是在太阳能电池底电极上直接蚀刻缝隙当作天线，而电极本身就是天线的接地板；另一种是将缝隙天线放置在电池片之间的空隙，缝隙本身蚀刻在另外的载体上。相比之下，后一种技术制作过程相对简单，可以完全布置在狭小的缝隙中，其缺点是天线口面小，无法充分利用太阳能电池板的口面，天线需要单独加工，其成本并未降低。

第二类为太阳能电池用作反射板或者辐射贴片。将太阳能电池板作为反射板使用，可以有效使用太阳能电池板，提升太阳能电池板的利用率。但是上方的天线会对太阳能电池板造成一定的遮挡。为了保证透光率，通常将太阳能电池片作为贴片天线的辐射体，把天线和太阳能电池单元集成在一个结构体上，减少了制作工艺的复杂度，降低其制作成本，因此这类集成太阳能天线技术必定有广阔的应用前景。

综上可看出，太阳电池与天线集成一体化的主要瓶颈在于天线结构对太阳电池采光的遮挡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双极化太阳能天线单元及阵列，解决背景技术存在的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明提供一种双极化太阳能天线单元，包括从上至下依次设置的平面面积相等的太阳能片层、双极化天线振子层、频率选择表面层和天线底座层，且相邻两层之间均通过泡沫分隔支撑，所述双极化天线振子层通过同轴射频连接器和金属接地柱穿过频率选择表面层与所述天线底座层连接。

进一步改进在于，所述太阳能片层包括介质基板、位于介质基板表面中心处的第一金属印、位于第一金属印上方的太阳能电池、连接第一金属印且垂直第一金属印边缘的第二金属印和位于第二金属印上的电感元件，所述太阳能电池正极连接第一金属印，且由第二金属印引出，所述太阳能电池负极位于太阳能电池上表面，由太阳能电池本身栅栏状电极线的母线电极引出。

进一步改进在于，所述第一金属印为矩形，所述第二金属印为条状。

进一步改进在于，所述双极化天线振子层包括介质基板以及分别位于介质基板上下表面的双极化振子。

进一步改进在于，所述双极化振子包括垂直极化振子和水平极化振子，所述垂直极化振子和水平极化振子呈十字型正交设置，所述垂直极化振子和所述水平极化振子通过同轴射频连接器和金属接地柱与所述天线底座层连接。

进一步改进在于，所述垂直极化振子和所述水平极化振子均包括沿介质基板几何中心对称设置的第一振子部和第二振子部，所述第一振子部和所述第二振子部不直接连通，所述第一振子部设置在介质基板上表面，所述第二振子部设置在介质基板下表面，且所述第一振子部和第二振子部在同一垂直位置设置有用于连接所述同轴射频连接器的金属部。

进一步改进在于，所述同轴射频连接器垂直于所述天线底座设置，所述同轴射频连接器内芯通过介质基板连接所述垂直极化振子和水平极化振子的第一振子部，所述同轴射频连接器金属外壁在基板下表面连接所述垂直极化振子和水平极化振子的第二振子部。