[发明专利]宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法

说明书

本发明涉及一种宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法，属于天线技术领域。天线包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；天线辐射组件包括四个结构相同的辐射单元组成的圆极化子阵及上层介质基片，用于辐射信号；反射器组件包括位于辐射单元正上方的无盖金属盒子及尼龙支架，用于反射天线组件辐射的信号；天线的馈电组件包括下层介质基片、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度、等相位差信号的功分器及贯穿上层介质基片与下层介质基片的四个铜柱，馈电组件对四个辐射单元进行馈电。本发明旨在解决现有背射圆极化天线存在的带宽窄及剖面高的缺点，满足了卫星、飞机等通信系统对收发天线宽频带、低剖面的要求。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法。

背景技术

背射圆极化天线由于其特殊的背向辐射辐射模式、增益中等、机械结构强度好、易于密封且较适应复杂的电磁环境等特点，被广泛应用于卫星、飞机、RFID等通信系统。但是如今的通信系统要求大带宽，低剖面。然而大多数背射圆极化天线其阻抗带宽与轴比带宽较窄且剖面较高，限制了其在移动通信中的进一步的推广使用，因此如何设计出宽带且具有低剖面特点的背射圆极化天线成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

宽带低剖面背射圆极化天线，包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；

所述天线辐射组件包括由四个结构相同的辐射单元(1)组成的圆极化子阵和上层介质基片(4)，用于辐射信号；

所述反射器组件包括位于辐射单元正上方的无盖金属盒子(2)和尼龙支架(3)，用于反射天线组件辐射的信号；

所述天线馈电组件包括下层介质基片(5)、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度、等90°相位差信号的功分器(6)，以及贯穿第一层介质基片与第二层介质基片将功分器四个输出端与四个辐射单元分别连接起来的四个铜柱(7)，用于对四个辐射单元(1)进行馈电。

可选的，所述辐射单元(1)为η型；

当将η型辐射单元在特定尺寸的上层介质基片(4)的某一位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片(4)下表面金属层的吸引后形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，使其向下辐射的特性得到进一步增强，形成背射。

可选的，所述四个结构相同的辐射单元(1)为η型，包括第一垂直结构(101)、水平结构(102)和第二垂直结构(103)，材质为铜。

可选的，所述第一垂直结构(101)垂直于上层介质基片，形状为梯形体，其设计尺寸为：第一垂直结构下边长为W1，第一垂直结构上边长为W2，第一垂直结构高度为H3，第一垂直结构厚度为T1；

所述水平结构(102)平行于上层介质基片，形状为梯形体，其设计尺寸为：水平结构下边长为W2，水平结构上边长为W3，水平结构高度为H4，水平结构厚度为T1；

所述第二垂直结构(103)形状为长方体，与水平结构夹角为α，其设计尺寸为：第二垂直结构下边长为W3，第二垂直结构上边长为W4，第二垂直结构高度为H5，第二垂直结构厚度为T1；

所述四个结构相同的辐射单元(1)依次按90°旋转排列形成圆极化子阵，且各个单元的馈电位置与正前方介质板边缘的垂直距离均为L2；

所述上层介质基片(4)的材质为F4BME320，介电常数为3.2，尺寸为L1×L1×H1，其上表面无金属覆盖，下表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔(11)，在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9)，在上层介质基片中心有一个孔径为3mm，孔深为1.5mm的定位孔(8)。