[发明专利]一种定向圆极化螺旋阵列天线、双圆极化螺旋阵列天线

说明书

本申请公开了一种定向圆极化螺旋阵列天线、双圆极化螺旋阵列天线，定向圆极化螺旋阵列天线包括若干个螺旋单元和馈电网络，若干个螺旋单元通过馈电网络连接；每个螺旋单元均包括两个螺旋臂，两个螺旋臂首尾相连接，且两个螺旋臂均包含至少两段螺旋线段，各螺旋线段的旋向相反或相同；若干个螺旋单元中至少设有一个差分馈电端口，差分馈电端口设于两个螺旋臂的连接处。双圆极化螺旋阵列天线包含两个交叉设置的天线子阵，每个天线子阵为如上述的定向圆极化螺旋阵列天线，且每个天线子阵可独立工作在左旋或右旋状态，从而实现了三种不同极化状态，无需切换馈电网络分时工作，就能够同时工作。

技术领域

本申请涉及通信天线技术领域，尤其涉及一种定向圆极化螺旋阵列天线、双圆极化螺旋阵列天线。

背景技术

螺旋天线是一种具有螺旋形状可以辐射圆极化波的天线，由导电性能良好的金属螺旋线组成。它的辐射特性分为法向模辐射和轴向模辐射，当螺旋的直径与波长的比值较小时，螺旋天线工作在法向模状态，在直径和螺距满足一定条件下，可以实现辐射圆极化波。

当螺旋天线的螺旋线的直径较大且一圈的线长接近一个波长时，该天线工作在轴向模状态，可以实现辐射圆极化波。但是，传统轴向模螺旋天线带宽达到2：1甚至接近3:1，但由于结构限制无法进一步展宽。。

而双极化天线，即同时拥有两种极化的天线，可以分为双圆极化和双线极化。现有的双圆极化天线大多是使用馈电网络分别给合成一体的两种圆极化天线端口馈电，从而得到双圆极化。但两个极化必须通过切换馈电网络进行分时工作。

公开号为CN111585017A的中国发明专利公开了一种法向模螺旋天线，包括至少两段螺旋线段；每相邻两段所述螺旋线段的旋向相反，且相邻两段所述螺旋线段的长度总和大于工作频率的二分之一波长；每相邻两段所述螺旋线段的首尾之间通过反转部位进行连接，实现了单圆极化全向辐射。但该螺旋天线由于全向特性而增益不高，不适用于定向高增益应用场景。

发明内容

本申请提供了一种定向圆极化螺旋阵列天线、双圆极化螺旋阵列天线，用于解决现有的螺旋天线带宽不够宽而无法满足特定应用需求和圆极化天线不能在同一口径下既能实现超宽带又能同时工作的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种定向圆极化螺旋阵列天线，包括若干个螺旋单元和馈电网络，所述若干个螺旋单元通过所述馈电网络连接；

每个螺旋单元均包括两个螺旋臂，所述两个螺旋臂首尾相连接，所述两个螺旋臂均包含至少两段螺旋线段，且各螺旋线段的旋向相反或相同；

所述若干个螺旋单元中至少设有一个差分馈电端口，所述差分馈电端口设于所述两个螺旋臂的连接处。

优选地，相邻的所述螺旋线段的旋向相反或相同，且两个相邻的所述螺旋线段通过反转点直接相连接。

优选地，所述若干个螺旋单元通过所述馈电网络串联或并联连接。

优选地，所述若干个螺旋单元的中心点不在同一水平面。

优选地，相邻的螺旋单元的间距不等。

优选地，所述两个螺旋臂中的所述螺旋线段的旋向均为左旋或右旋。

优选地，所述两个螺旋臂中的所述螺旋线段的旋向至少一个为左旋以及至少一个为右旋。

优选地，所述两个螺旋臂短路连接，且所述两个螺旋臂的短路连接处不设置所述差分馈电端口。

另一方面，本发明提供了一种双圆极化螺旋阵列天线，包括两个天线子阵，所述两个天线子阵交叉设置，所述两个天线子阵均采用如上述的定向圆极化螺旋阵列天线；

所述两个天线子阵分别设有一个差分馈电总端口，所述差分馈电总端口通过差分传输线连接于所述定向圆极化螺旋阵列天线中螺旋单元的两个螺旋臂的连接处。