[发明专利]一种宽频带双极化太阳电池天线及天线阵

说明书

本发明公开一种宽频带双极化太阳电池天线及天线阵，包括由上至下依次设置的天线振子层、隔离层、太阳电池片层、天线底座；所述天线振子层通过金属柱馈电结构与所述天线底座和同轴射频连接器连接，所述太阳电池片层设置在所述天线底座上，所述隔离层设置在所述天线振子层和所述太阳电池片层之间，所述隔离层采用透明材料设置；本发明遮光小，透明度高、且具备宽频带双极化大角度扫描能力，既保证了天线的性能，又保证了太阳电池的发电效率，具备较高的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及天线设备领域，具体涉及一种宽频带双极化太阳电池天线及天线阵。

背景技术

目前，太阳电池作为光能向电能转化装置广泛应用于太阳能发电站、屋顶发电阵列、太阳能路灯、太阳能飞机、轮船、汽车等方面。天线作为电磁收发装置广泛应用于各种通讯设备、电磁探测设备等方面。阵列天线和太阳电池均需要一定的口径面积用于提供有效增益和收集太阳光，将太阳电池和天线阵列一体化设计，从而设计出具备天线和太阳电池功能的新型装置，而且，太阳电池发电电能可以分布式直接供天线系统使用，相比外部集中供电，明显缩短了供电线路，降低了传输损耗。

当前，有一些太阳电池与天线一体化的文献报道，但大部分为单极化天线，工作带宽较窄，天线与太阳电池的相互性能影响较大，难以实现太阳电池与宽频带双极化天线的一体化。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种宽频带双极化太阳电池天线，包括由上至下依次设置的天线振子层、隔离层、太阳电池片层、天线底座；所述天线振子层通过金属柱馈电结构与所述天线底座和同轴射频连接器连接，所述太阳电池片层设置在所述天线底座上，所述隔离层设置在所述天线振子层和所述太阳电池片层之间，所述隔离层采用透明材料制作。

较佳的，所述天线振子层包括双极化振子、寄生贴片、基底，所述双极化振子设置在所述基底的上表面，所述寄生贴片设置在所述基底的下表面，所述基底采用透明材料制作。

较佳的，所述双极化振子设置为“镂空蝴蝶结”状，包括垂直极化振子和水平极化振子，所述垂直极化振子和所述水平极化振子呈L型正交设置；所述垂直极化振子和所述水平极化振子通过所述金属柱馈电结构与所述天线底座连接，所述寄生贴片设置在所述垂直极化振子和所述水平极化振子垂足位置的正下方。

较佳的，所述寄生贴片设置为金属材质的圆环内套十字结构。

较佳的，所述垂直极化振子和所述水平极化振子为线极化结构，均由多段金属线段围成封闭蝴蝶结状环，均包括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连通；所述第一振子部和所述第二振子部内部中空，且在所述第一振子部和所述第二振子部相对设置的两端设置有用于连接所述金属柱馈电结构的金属部。

较佳的，所述金属柱馈电结构包括接地金属柱和馈电金属柱，所述接地金属柱和所述馈电金属柱均垂直于所述天线底座设置，所述接地金属柱设置为圆柱体或者长方体，所述馈电金属柱为圆柱体，所述接地金属柱上端设置有接地焊针，所述馈电金属柱上端设置有馈电焊针，所述接地焊针、所述馈电焊针与所述双极化振子连接。

较佳的，所述接地焊针和所述馈电焊针均设置为圆柱型，所述馈电焊针的直径不大于所述馈电金属柱的直径，所述接地焊针的直径小于所述接地金属柱的边长或直径，所述接地焊针和所述馈电焊针的高度大于所述基底的厚度。

较佳的，所述接地金属柱下端与所述天线底座相连，所述馈电金属柱下端与所述同轴射频连接器的正极相连，所述同轴射频连接器设置在所述天线底座内，所述同轴射频连接器与所述天线底座上表面之间设置有圆柱空气馈电孔。

较佳的，所述太阳电池片层包括太阳电池片和绝缘薄膜，所述太阳电池片通过所述绝缘薄膜与所述天线底座隔离开，所述太阳电池片及所述绝缘薄膜在所述馈电金属柱和所述接地金属柱的位置处设置有圆形孔。