[实用新型]方形辐射单元圆极化平板天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种方形辐射单元圆极化平板天线，属于卫星通信平板天线的技术领域。

背景技术

波导型缝隙辐射天线，与传统常用的普通反射面天线相比，具有良好的机械强度，较高的辐射效率，紧凑的天线结构，较低的天线馈电损耗，良好的功率容量等优越性。目前，平板天线以其体积小，携带方便，效率高等优点受到广泛的应用。

现有结构的圆极化天线主要是微带圆极化阵列天线，当频率达到Ka频段之后，并且阵列尺寸达到一定程度之后，微带天线的效率会降低。并且现有的圆极化平板天线圆极化带宽以及驻波带宽较窄，本实用新型设计的天线阵列，轴比带宽与驻波带宽均在8%以上，增益达到85%以上。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种效率高，增益高的方形辐射单元圆极化平板天线。

本实用新型的技术方案在于：

一种方形辐射单元圆极化平板天线，包括辐射层、耦合层和馈电网络，在所述辐射层上设有异形辐射器，馈电网络为线极化平板天线的馈电网络；所述异形辐射器与所述耦合层相对的一侧设置有辐射缝，沿辐射方向的一侧设置有方形柱结构凹槽；所述方形柱结构凹槽的长边与所述平板天线的长边呈一定角度，所述角度使得方形柱结构凹槽的长边和宽边上的工作模式场分量相等，并且在方形柱结构凹槽的长边和宽边上电场的相位相差90度，形成圆极化。

所述方形柱结构凹槽的尺寸与天线的工作频率有关。根据本实用新型优选的，其中，所述方形柱结构凹槽的尺寸范围：深度为0.18λ-0.22λ，长度为0.7λ-0.9λ，宽度为0.6λ-0.8λ，其中λ为本方形辐射单元圆极化平板天线的工作频率在空气中传播的波长。

根据本实用新型优选的，所述的辐射缝的尺寸范围：长为0.5λ-0.55λ，宽为0.08λ-0.1λ。

本实用新型的优点在于：

本实用新型所述的方形辐射单元圆极化平板天线，整体结构加工制作简单方便，增益和效率大大提升，增益提高0.8dB，效率提高20%。在信号质量提高很多的情况下，天线面积并没有增大，有效的节省了加工制造的成本，有利于安装和使用。本实用新型中带有16个辐射器的天线阵列，增益达到21.64dB，效率达到85%以上。

附图说明

图1是本实用新型所述方形辐射单元圆极化平板天线的结构示意图；

图2是图1的反面结构示意图；

图3是本实用新型中所述异形辐射器中方形柱结构凹槽的示意图；

图4是本实用新型辐射层反面的结构示意图；

图5是本实用新型耦合层的结构示意图；

图6是本实用新型馈电网络的结构示意图；

图7是本实用新型馈电网络反面的结构示意图；

图8是本实用新型所述方形辐射单元圆极化平板天线的圆极化原理图；是该本实用新型增益的仿真结果；该实用新型通过旋转方形柱结构，方法简单，并且该天线的增益与相同口径的传统反射面天线相比，提高0.8dB以上；

在图1-7中：1、辐射层；2、耦合层；3、馈电网络；4、方形柱结构凹槽；5、辐射缝；6、线极化平板天线的馈电网络；7、谐振腔。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型做详细的说明，但不限于此。

实施例1、

如图1-7所示：

一种方形辐射单元圆极化平板天线，包括辐射层1、耦合层2和馈电网络3，在所述辐射层1上设有异形辐射器，馈电网络3为线极化平板天线的馈电网络6；所述异形辐射器与所述耦合层2相对的一侧设置有辐射缝5，沿辐射方向的一侧设置有方形柱结构凹槽4；所述方形柱结构凹槽4的长边与所述平板天线的长边呈一定角度，所述角度使得方形柱结构凹槽4的长边和宽边上的工作模式场分量相等，并且在方形柱结构凹槽4的长边和宽边上电场的相位相差90度，形成圆极化。

所述方形柱结构凹槽4的尺寸为：深度为0.2λ，长度为0.8λ，宽度为0.7λ，其中λ为本方形辐射单元圆极化平板天线的工作频率在空气中传播的波长。

所述的辐射缝5的尺寸为：长为0.5λ，宽为0.08λ。

图8为本实用新型所述的方形辐射单元圆极化平板天线的圆极化原理图；是该本实用新型增益的仿真结果，该实用新型通过旋转方形柱结构，方法简单，并且该天线的增益与相同口径的传统反射面天线相比，提高0.8dB以上。

实施例2、

如实施例1所述的一种方形辐射单元圆极化平板天线，其区别在于，