[发明专利]星载小型化低剖面圆极化天线

说明书

本发明涉及一种星载小型化低剖面圆极化天线，其特征在于包括辐射片、接地板、介质板、介质柱、馈电探针、隔离柱、馈电网络、网络腔体，所述接地板、介质板、介质柱、馈电探针均垂直安装与辐射片和网络腔体之间，将辐射片平行悬置于网络腔体的上层，并实现与网络腔体的结构一体化。整个天线设计新颖、性能优良，具备小型化，低剖面、圆极化辐射特性。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是小型化、低剖面、圆极化星载天线技术领域。

背景技术

现有的小型化低剖面天线多采用微带介质板实现形式，如专利“一种低剖面双圆极化微带天线”(申请号：202110486474.1)，天线高度为0.07λ₀；专利“一种小型化低剖面宽频带双圆极化微带天线”(申请号：201610347651.7)，天线尺寸为0.45λ₀×0.45λ₀×0.075λ₀。这两类天线的辐射贴片均印刷在高介电常数的微波介质板上，通过提高介电常数的方法减小天线工作波长，从而实现天线小型化。如专利“一种小型化低剖面双圆极化”(申请号：202011192065.2)，通过在辐射层和馈电层之间增加高介电常数的介质支撑结构，降低天线高度。以上天线采用高介电常数基板实现小型化的程度有限，无法进一步缩减天线尺寸；同时，基板的介电常数存在误差，将导致天线的设计与工程样机存在差异；基板的介电常数会随着高低温变化而变化，在宇航环境中极低和极高温度交变下，天线的性能将发生较大的变化，无法满足使用要求。

为了满足天线的圆极化辐射特性，常见方式是对微带贴片天线采用双点正交馈电；由3dB电桥的馈电网络产生一组等幅、相位相差90度的馈电信号并通过耦合或者探针的形式送到天线。如专利“一种低剖面双圆极化微带天线”(申请号：202110486474.1)和专利“一种小型化低剖面宽频带双圆极化微带天线”(申请号：201610347651.7)，天线激励部分均采用双点正交馈电，馈电信号均采用3dB电桥馈电网络实现。该圆极化实现原理简单，但天线尺寸较大，不具备小型化的设计原理，只能通过提高天线介电常数的方式实现小型化，易造成天线性能的损失。

天线的圆极化特性还可以通过正交偶极子的方式实现，如专利“一种小型化低剖面双圆极化”(申请号：202011192065.2)，天线辐射部分采用正交偶极子形式，馈电网络采用3dB定向耦合器电桥；正交偶极子的实现方式能够显著提高天线带宽，带宽约为44％，但天线尺寸较大，约为0.4λ₀×0.4λ₀×0.25λ₀。在辐射层和馈电层之间增加介质支撑结构降低天线高度，但效果有限。

常规的低剖面、小型化、圆极化天线设计方式，由于在原理上无法实现小型化，单纯的提高基板介电常数方式，无法有效缩减天线尺寸，且保持较好的天线辐射特性；同时，介质材料的电参数不稳定，以及无法适应严苛的宇航环境要求，不具备宇航环境使用性能。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的技术解决问题是：现有圆极化天线无法满足小型化、低剖面的特性，不具备抗宇航环境辐照与力、热等能力。

技术方案

一种星载小型化低剖面圆极化天线，其特征在于包括辐射片、接地板、介质板、介质柱、馈电探针、隔离柱、馈电网络、网络腔体、射频连接器；所述网络腔体位于最下面，所述辐射片为金属片状结构，相邻两组辐射片摆放位置依次正交；每组辐射片的首尾两端分别与接地板、介质板进行连接，并通过接地板与介质板的支撑作用，平行悬置于网络腔体的上层；所述介质柱垂直安装于网络腔体与辐射片之间，对辐射片具有支撑作用，进一步保证辐射片能够平行悬置于网络腔体的上表面；所述馈电探针垂直安装于网络腔体与辐射片之间，顶部与辐射片连接，底部穿过隔离柱并与馈电网络焊接，将馈电网络的激励信号传输至辐射片；所述射频连接器与馈电网络的输入端口进行焊接，将发射机射频信号输入到天线，或将天线的射频信号输出到接收机。