[发明专利]双极化平面阵列卫星电视接收天线

说明书

技术领域

本发明涉及卫星电视的接收技术领域，尤其涉及一种双极化平面阵列卫星电视接收天线。

背景技术

卫星电视作为电视的三种传输方式之一，在世界各国都获得了广泛的应用。因为历史的原因，各个地区采用工作频率和极化方式都不尽相同，欧洲以及欧洲影响较大的地区，例如澳洲，非洲，中东，东南亚等都采用双线极化，而美国，俄罗斯，中国（直播星）采用双圆极化。

采用双极化是因为可以充分利用规划的频谱，传输更多，质量更好的节目。当采用线极化信号载波时，地球上不同地区的匹配极化与经纬度及卫星的位置相关。因此最初的卫星接收天线大多是双极化的，反射面天线，选择的高频头可以是双极化的，平板天线也是双极化的，例如Raysat公司的SR1000，采用微带天线阵列实现双极化。大多数情况下，固定接收的用户采用反射面天线较多，线极化的匹配可以通过旋转高频头来实现。车载移动接收多采用平面阵列天线。早期的移动卫星电视接收天线的价格很高，其原因就在于双极化平板阵列天线的制作成本过高。当塑料模具成型，表面金属化的生产工艺在民品天线领域获得广泛应用后，单圆极化或单一固定的斜极化天线都已经在市场上销售，但因为双极化设计的复杂性使得这种产品迟迟不能面世。采用与天线口径不相匹配，大得多的波导网络对较大口径的喇叭进行馈电，大大降低了双极化天线的设计难度，但是也带来副瓣较高，交叉极化较差，天线效率较低的问题，特别一个体积很大的天线实际获得的天线增益却不相匹配。使得这种天线只能用于信号较强的区域，并且比同类单极化天线体积大得多。用于固定接收的天线的极化匹配虽然可以靠人工旋转来实现，但双极化之间的切换不能也依靠人工旋转，这样给用户带来极大的不便。因此双极化天线才是收看卫星电视全部节目的关键。在车载领域，一个宽带的，基本满足全世界各地区卫星电视收看需求的双极化天线，特别其大小与单极化基本相当，且可以简单扩展，系列产品满足不同信号强弱地区的需求的产品才能真正满足市场的需求。当可以采用塑料模具成型，表面金属化的工艺，单个天线的成本也较低时，才能获得市场的认可。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种双极化平面阵列卫星电视接收天线。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双极化平面阵列卫星电视接收天线，包括有双极化天线和双极化高频头，所述的双极化天线包括有辐射单元、两个十字形布置的矩形波导馈电口、极化馈电网络一和极化馈电网络二，所述的辐射单元为矩形辐射喇叭，所述的矩形波导馈电口给辐射单元双极化馈电，所述的极化馈电网络一和极化馈电网络二的极化方向相互垂直，极化馈电网络一和二均以E—T结构合成，极化馈电网络一和二分别位于上、下两个平面内并将辐射单元组合成2×2单元阵列天线，所述的极化馈电网络一和二位于辐射单元之间，极化馈电网络一和二的最后部分弯转在2×2单元阵列天线的背面，通过补偿使得极化馈电网络一和二几何长度相等，极化馈电网络一和二的输出口均在2×2单元阵列天线的背面，两个输出口与所述的双极化高频头的两个输入口相对应，并分别通过微带线连接。

所述的极化馈电网络一和二之间的间距为2mm。

所述的辐射单元矩形辐射喇叭的边长小于1λ。

通过2×2单元阵列天线的复制和宽带等分E—T结构组合成16×4单元阵列天线和16×8单元阵列天线，单元之间的合成E-T采用四级匹配，可以保证天线具有较宽的带宽。带宽覆盖10.95GHz—12.75GHz，可以满足世界各地的卫星电视的收看要求。

十字形馈电结构一馈一，2×2单元的双层合成网络都经过精心布置，位于辐射单元之间。这种设计的阵列天线的副瓣、交叉极化以及天线效率可以达到最佳。

两个极化的网络可以通过补偿，使得其几何长度基本相当，因此当两个极化等幅馈电，相位相差90°时，在上述整个频带内圆极化轴比小于1dB。

由于波导合成网络充分利用单元之间的空间，使得平面阵列天线其几何尺寸与天线辐射口面相当，因此可以通过肩并肩或前后板方式组合这种平面阵列天线。在控制模具大小和品种后，可以通过组合多个天线板，获得高增益卫星接收天线。

在同一外壳情形下，通过更换微带板获得双圆极化或双线极化跟踪的LNB与LNA。满足多板组合和系列天线的多重要求。

本发明的优点是：本发明采用了小于1λ的矩形喇叭，十字形馈电结构一馈一，因此具有良好的副瓣、交叉极化特性，天线效率比较高，经过补偿的双极化合成网络的几何长度基本相当，整个天线在带宽内获得了良好的圆极化轴比特性。

附图说明