近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107196067A(43)申请公布日2017.09.22(21)申请号201710447716.X(22)申请日2017.06.14(71)申请人复旦大学地址200433上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人尹卫爽关放刘晓晗资剑(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人陆飞陆尤(51)Int.Cl.H01Q21/00(2006.01)H01Q21/24(2006.01)H01Q15/24(2006.01)H01Q13/10(2006.01)H01Q1/36(2006.01)H01Q1/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线(57)摘要本发明属于通讯技术领域，具体为一种近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线。该天线阵由两部分组成，下端为高增益、低剖面的线极化背腔波导缝隙阵，上端为双寄生切角贴片极化器。切角贴片极化器由两个切角寄生贴片组成，每两个贴片之间用金属通孔电连接的金属带进行隔离；所述线极化背腔波导缝隙阵由同轴接口、馈电波导网络、耦合缝隙、谐振腔、辐射缝隙和支撑柱组成；极化器和天线阵面之间通过与下端天线一体加工的周期性金属支柱支撑，装配方便，结构紧凑，不需要引入额外的损耗材料，最大限度的保留了原波导背腔天线低损高增益的特点；另外还能共同起到抑制极化器介质基片与空气接触面间的表面波，有效的提高天线的性能。CN107196067ACN107196067A权利要求书1/1页1.近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，主体由切角贴片极化器和在切角贴片极化器下方的线极化背腔波导缝隙阵两部分组成；所述切角贴片极化器，由两个切角寄生贴片组成，每两个贴片之间用金属通孔电连接的金属带进行隔离，其与下端的周期性金属支撑柱配合，一同起到抑制表面波的作用；所述线极化背腔波导缝隙阵由同轴接口、馈电波导网络、耦合缝隙、谐振腔、辐射缝隙和支撑柱组成；其中，所述谐振腔为正方形的腔体，在谐振腔内部有两组分隔壁，将谐振腔等分为四个部分，每个部分上方开一个辐射缝隙，同时该分隔壁还起到抑制谐振腔中高阶模式的作用，每个谐振腔下壁的正中间开一个耦合缝隙，用于给谐振腔馈电；所述辐射缝隙每四个组成一组，位于一个谐振腔的上方，谐振腔对该组的四个辐射缝隙进行同相等幅的馈电；所述耦合缝隙在馈电波导的上方，取馈电波导的最大偏置，以便能够最大限度的将馈电波导中的能量耦合到谐振腔中；所述馈电波导采用全并联的结构，以便增加天线的带宽，馈电波导通过波导同轴匹配段直接用同轴电缆进行馈电。2.根据权利要求1所述的近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述切角寄生贴片由切除了四角的双矩形贴片组成，贴片的数量为一个，或多个；当有多个贴片时，贴片沿辐射缝隙的纵向排列。3.根据权利要求1所述的近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述切角寄生贴片的轴线与下端辐射缝隙的轴线之间有一倾斜角度，该倾斜角度为35-55°。4.根据权利要求1所述的近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述周期性的金属支撑柱在辐射缝隙之间，与辐射缝隙层用数控机床一体加工。5.根据权利要求1所述的近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述同轴接口与阶梯匹配段直接相连，阶梯匹配段与下端的线极化背腔波导缝隙阵一体加工，同轴接口通过直接插拔的方式进行电连接和电脱连接。6.根据权利要求1所述的近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，所述周期性金属支撑柱与辐射阵面一体加工，并在支撑柱上钻螺纹孔，用于固定上端的圆极化器。7.根据权利要求1所述的近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线，其特征在于，极化器与天线阵面之间的距离为l/10，l为天线中心频段的波长。2CN107196067A说明书1/4页近场耦合极化器实现圆极化背腔波导缝隙阵列天线技术领域[0001]本发明属于通讯技术领域，具体涉及一种圆极化的固定波束天线阵列，尤其涉及一种由切角贴片圆极化器将线极化的背腔波导缝隙阵转化为圆极化阵列。背景技术[0002]圆极化天线因其极化偏转损失小，且在反射后会发生极化反转而能有效的抑制多径效应带来的干扰，因此圆极化天线被广泛地应用在无线通讯领域。随着无线通讯的快速发展，各种各样的圆极化天线被设计了出来，如螺旋天线、交叉偶极子天线、贴片天线等。而贴片天线又因其加工简单、结构紧凑、及剖面的特点而受到了了广泛的关注，先后发展除了各种形式的圆极化贴片天线。[0003]贴片天线的介质损耗和辐射损耗非常大，从而导致贴片天线的效率较低。与贴片天线相比波导缝隙天线因其