[发明专利]圆极化金属腔体天线、阵列天线及其制备方法

说明书

本发明公开一种圆极化金属腔体天线、阵列及制备方法，属于天线技术领域，包括一分四金属馈电网络和四个象限辐射单元，象限辐射单元包括辐射腔体、谐振金属块和L型金属条，两谐振金属块对称布置于辐射腔体内，辐射腔体采用金属制备，各辐射腔体内电场分布相同且各辐射腔体上开设有耦合缝；每个辐射腔体上方开有四个辐射孔，L型金属条位于辐射孔内，位于顺时针方向上的相邻象限辐射单元内的L型金属条为顺时针旋转90度后对称布置。天线的圆极化功能通过旋转L型金属条来实现，去掉了常规的圆极化器的结构，大大降低了天线的剖面高度。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种圆极化金属腔体天线、阵列天线及其制备方法。

背景技术

圆极化天线是一种发射和接收圆极化波的天线，基于圆极化波的特性，圆极化天线具有移动性强、抗多径衰落、受法拉第影响小等优势，已经广泛应用于移动通信、卫星通信、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)、无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)、直接广播电视接收系统(Digital Broadcast Satellite，DBS)、无线传感器及无线功率传输等领域。

常见的圆极化微带天线实现方式主要有三种：

第一种是单元级实现，通过合适的馈电方式实现双圆极化的性能，再将对应的天线单元周期性排列组阵。可参考相关文献Hao-Chun Tung and Kin-Lu Wong,A compactdual-polarizedpatch antenna for1800MHz band operation[J].MicrowaveOpt.Tech.Lett.Vol.29,2001,April 5,1-2。

第二种是阵列级实现，即通过旋转天线单元，实现相邻单元之间的相位差，从而实现天线单元的圆极化辐射性能。可参考相关文献Huang,J..A technique for an array togenerate circular polarization with linearly polarized elements[J].IEEEtrans.Antennas and propagation,vol.AP-34,No.9,pp.1113-1124,Sep.1986.

第三种为混合模式，即将以上两种实现方式组合，以实现更优的电性能。

上述微带天线都存在结构复杂，加工难，易变形、层间脱离热传导性能低差；加工成天线阵之后自身结构强度低；制造方法复杂成本高等问题。

圆极化波导天线由于具有体积小、结构紧凑、机械强度好、可靠性高、使用寿命长等优点，并且通过控制波导内的工作模式，实现圆极化的要求。同时缩小腔体尺寸，减轻重量，因此成为上述雷达天线的优选方案之一。

相关技术中，隔板式圆极化天线具有频带宽、轴比小、圆极化端口隔离度高及体积小的特点，近十几年来得到广泛应用。1973年，Ming Hui Chen和G.N.Tsandoulas基于奇偶模理论设计出了S频段的隔板式圆极化器。类似的，Xing Wang,Xiao dong Huang,XiuhuaJin.Novel Square/Rectangle Waveguide Septum Polarizer,2016ICUWB,2016.10提出一种新型的波导圆极化器。但为了实现较好的圆极化性能，其隔板剖面高度通常大于一个波长，剖面高度较高。