[发明专利]一种基于介质集成同轴线的双极化宽带天线装置

摘要

本发明涉及双极化天线传感器装置技术领域，具体的说是一种基于介质集成同轴线的双极化宽带天线装置，其特征在于设有金属背腔以降低方向图的后瓣；设有介质加载调整双极化天线的输入阻抗，以获得较好的输入电压驻波比；设有从介质集成同轴线到共面带状线的转换巴伦结构，采用弯折带状线激励Vivaldi形状对称振子；采用从介质集成同轴线到微带线的阻抗变换电路，便于天线输入端与同轴电缆连接；所述从介质集成同轴线到共面带状线的转换巴伦结构为弯折形式的共面带状线馈电，两个极化端口的馈电共面带状线在弯折部分互相隔离，在垂直方向上两个极化端口的共面带状线高度不同，本发明适合应用于雷达、通信、导航等系统中，具有较为重要的实际应用价值。

主权项

1.一种基于介质集成同轴线的双极化宽带天线装置，其特征在于设有金属背腔以降低方向图的后瓣；设有介质加载调整双极化天线的输入阻抗，以获得较好的输入电压驻波比；设有从介质集成同轴线到共面带状线的转换巴伦结构，采用弯折带状线激励Vivaldi形状对称振子；采用从介质集成同轴线到微带线的阻抗变换电路，便于天线输入端与同轴电缆连接；所述从介质集成同轴线到共面带状线的转换巴伦结构为弯折形式的共面带状线馈电，两个极化端口的馈电共面带状线在弯折部分互相隔离，在垂直方向上两个极化端口的共面带状线高度不同，从而避免了馈电交叉，提高了极化端口的隔离度；在两个极化端口电路基板上开设互补的开槽，直接装配好两个正交的印刷电路基板；在介质基板的基础上，在天线振子外表面覆盖新的介质基板，用来调配双极化印刷振子天线的电压驻波比性能；对于印刷振子设计采用的指数曲线分别采用指数曲线方程为：

式中，a₁，r₁，d₁，a₂，r₂，d₂均为常数，它们共同确定印刷振子的形状和尺寸，由全波数值仿真优化得到。

2.根据权利要求1所述的一种基于介质集成同轴线的双极化宽带天线装置，其特征在于双极化天线采用共面带状线馈电，振子本身为平衡结构，共面带状线也为平衡结构，因此，二者之间便于连接，为了实现双极化的工作模式，对共面带状线进行弯折处理，在垂直高度上两个极化端口互相隔离，解决了双极化印刷振子天线交叉遮挡问题，可实现方便的装配。

3.根据权利要求1所述的一种基于介质集成同轴线的双极化宽带天线装置，其特征在于介质集成同轴线与共面带状线的连接采用质集成同轴线的外导体的渐变切角结构，该结构是一个同轴线渐变巴伦，由于CPS馈电的双极化振子天线属于平衡天线，而同轴电线属于不平衡传输线，若将其直接连接，同轴电缆的外导体就有高频电流流过，会影响天线的辐射，所以就要在天线和电缆之间加入平衡‑不平衡转换器，把流入电缆屏蔽层外部的电流屏蔽掉，巴伦即是一种将平衡双导线接到非平衡同轴线的器件。

4.根据权利要求1所述的一种基于介质集成同轴线的双极化宽带天线装置，其特征在于在介质集成同轴线与微带线的连接中，引入了一段渐变式阻抗匹配电路，实现同轴线到微带线的转换，微带线再与同轴线连接。该结构可以实现较宽频带范围内的阻抗变换，降低输入端口的电压驻波比，实际上是一个介质集成同轴线到微带线的转换接头。转换接头的尺寸和结构由全波电磁仿真计算获得。