專利名稱：一種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，具體地說(shuō)是ー種新型高隔離度雙頻雙極化天線波瓣等寬，屬于喇叭天線領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
未來(lái)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)不僅要求天線高增益、具有良好的隱蔽性和機(jī)動(dòng)性，還需天線滿足大容量通信、收發(fā)一體化的要求，以處理同步進(jìn)行接收和發(fā)射的兩個(gè)分離頻段的信號(hào)，這要求天線能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬帶、雙頻、雙極化工作，即所謂的雙頻雙極化天線。以往為實(shí)現(xiàn)雙頻雙極化天線，可以采用微帶天線等，但該類天線增益較低。為提高増益，通常采用大口徑賦形反射面天線，如拋物面天線、卡塞克倫天線以及喇叭天線等。賦 形反射面天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、損耗小、易實(shí)現(xiàn)雙頻和雙極化等諸多優(yōu)點(diǎn)，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。但要求賦形反射面天線在兩種極化情況下波瓣等寬的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高隔離度、雙頻、雙極化特性，具有一定的難度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)波瓣等寬的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高隔離度、雙頻雙極化特性，提出ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，包括短路活塞、以及與短路活塞相連的皺紋喇叭，在皺紋喇叭上設(shè)置有相互垂直放置的高頻饋電端口和低頻饋電端ロ ；其中，所述高頻饋電端ロ由第一同軸電纜和第一金屬墜子構(gòu)成，其中第一金屬墜子與第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連；所述低頻饋電端ロ由第二同軸電纜和第二金屬墜子構(gòu)成，其中第二金屬墜子與第二同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連；所述第一金屬墜子、第二金屬墜子均位于皺紋喇叭中。進(jìn)ー步的，本實(shí)用新型的ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，所述高頻饋電端ロ與短路活塞右側(cè)端面的距離為該端ロ激勵(lì)電磁波波長(zhǎng)的四分之一；所述低頻饋電端ロ與短路活塞右側(cè)端面的距離為該端ロ激勵(lì)電磁波波長(zhǎng)的四分之一。進(jìn)ー步的，本實(shí)用新型的ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，所述短路活塞由金屬材料制成，厚度為2mnT5mm。進(jìn)ー步的，本實(shí)用新型的ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，所述第一金屬墜子、第二金屬墜子均為圓柱形，所述第一金屬墜子、第二金屬墜子的尺寸與該金屬墜子所在饋電端ロ所要實(shí)現(xiàn)的輻射阻抗相匹配。本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果本實(shí)用新型采用正交場(chǎng)饋電技術(shù)，使得天線可以工作在雙頻雙極化，隔離度在低頻段高于40dB，高頻段高于30dB，駐波比小于I. 5，增益約為15dBi，天線效率大于65%。

[0012]圖I是雙頻雙極化波瓣等寬喇叭天線結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖2是饋電端ロ結(jié)構(gòu)立體示意圖，其中(a)為高頻饋電端ロ，(b)為低頻饋電端ロ。圖3是高頻饋電端ロ為Pl端ロ、低頻饋電端ロ為P2端ロ情況下的S參數(shù)曲線圖。圖4是高頻饋電端ロ為Pl端ロ、低頻饋電端ロ為P2端ロ情況下的電壓駐波比(VSffR)參數(shù)曲線圖。圖5是天線在兩個(gè)頻率上輻射幅度隨輻射Θ角變化的曲線圖。圖中標(biāo)號(hào)解釋I-短路活塞，2-高頻饋電端ロ，3-低頻饋電端ロ，4-皺紋喇叭，5-同軸電纜，6-第一金屬墜子,7-第二金屬墜子。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明如圖I所示，本實(shí)用新型的高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，包括短路活塞I、以及與短路活塞I相連的皺紋喇叭4。其中，在皺紋喇叭4上設(shè)置有兩個(gè)天線饋電端ロ，分別為高頻饋電端ロ 2和低頻饋電端ロ 3。采用皺紋喇叭可以提高隔離度并改善兩種極化下的波瓣寬度。高頻饋電端ロ 2由同軸電纜5和圓柱形金屬墜子6構(gòu)成。金屬墜子6與同軸電纜5的內(nèi)導(dǎo)體一端相連。低頻饋電端ロ 3由同軸電纜5和另ー不同尺寸的金屬墜子7構(gòu)成。金屬墜子7與同軸電纜5的內(nèi)導(dǎo)體一端相連。通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)饋電端ロ金屬墜子的尺寸大小可以改變饋電端ロ的輻射阻抗，進(jìn)而提高天線的效率，減小電壓駐波比。例如對(duì)于工作在32GHz波段，金屬墜子圓柱體的半徑為2mm,厚度為O. 6mm ;而對(duì)于23GHz波段,金屬墜子圓柱體的半徑為I. 2mm,厚度為I. 3mm即可實(shí)現(xiàn)較低的電壓駐波比，提高天線的效率。饋電端ロ與短路活塞右側(cè)端面的距離為四分之一在該端ロ激勵(lì)的電磁波波長(zhǎng)。此時(shí)短路活塞和饋電端ロ間就形成了一個(gè)諧振腔，通過(guò)調(diào)節(jié)短路活塞與饋電端ロ間的距離即可改變天線的輻射波長(zhǎng)。饋電端ロ 2和饋電端ロ 3相互垂直放置，并將金屬墜子6和7分別置于皺紋喇叭4中，使得在天線中激勵(lì)2個(gè)相互垂直的電磁輻射場(chǎng)。且所激勵(lì)的場(chǎng)是相互正交的，可以極大的提高2個(gè)工作頻率的隔離度。參照?qǐng)DI,短路活塞I可以用銅、招等金屬材料制成,厚度在2mnT5mm。皺紋喇機(jī)4可以通過(guò)數(shù)控機(jī)床的精加工制成，材料可以用銅、鋁等金屬材料。參照?qǐng)D2，圓柱形金屬墜子可以用銅、鋁等金屬材料制成。饋電端ロ 2和3可以通過(guò)同軸電纜與圓柱形金屬墜子焊接制成。參照?qǐng)D1，首先在皺紋喇叭4上特定的位置鉆孔，然后將饋電端ロ 2、3焊接在皺紋喇叭4上。圖3給出了高頻饋電端ロ 2為Pl端ロ、低頻饋電端ロ 3為P2端ロ情況下的S參數(shù)仿真曲線圖，從圖中可以看到在低頻段(23. 8GHz)，隔離度高于40dB;在高頻段(31. 65GHz)，隔離度高于 30dB。圖4給出了高頻饋電端ロ 2為Pl端ロ、低頻饋電端ロ 3為P2端ロ情況下的電壓駐波比(VSWR)參數(shù)的仿真曲線圖，從圖中可以看到在高頻段和低頻段，VSWR均小于I. 5。 圖5給出了天線在兩個(gè)頻率上的輻射幅度仿真曲線圖。從圖中可以看到在高頻段和低頻段的波瓣半寬角相差小于6°。
權(quán)利要求1.ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，其特征在于包括短路活塞、以及與短路活塞相連的皺紋喇叭，在皺紋喇叭上設(shè)置有相互垂直放置的高頻饋電端口和低頻饋電端ロ ；其中，所述高頻饋電端ロ由第一同軸電纜和第一金屬墜子構(gòu)成，其中第一金屬墜子與第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連；所述低頻饋電端ロ由第二同軸電纜和第二金屬墜子構(gòu)成，其中第二金屬墜子與第二同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連；所述第一金屬墜子、第二金屬墜子均位于皺紋喇叭中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，其特征在于所述高頻饋電端ロ與短路活塞右側(cè)端面的距離為該端ロ激勵(lì)電磁波波長(zhǎng)的四分之一；所述低頻饋電端ロ與短路活塞右側(cè)端面的距離為該端ロ激勵(lì)電磁波波長(zhǎng)的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，其特征在于所述短路活塞由金屬材料制成，厚度為2mnT5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，其特征在于所述第一金屬墜子、第二金屬墜子均為圓柱形，所述第一金屬墜子、第二金屬墜子的尺寸與該金屬墜子所在饋電端ロ所要實(shí)現(xiàn)的輻射阻抗相匹配。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型高隔離度雙頻雙極化波瓣等寬天線，該天線包括短路活塞、以及與短路活塞相連的皺紋喇叭，在皺紋喇叭上設(shè)置有相互垂直放置的高頻饋電端口和低頻饋電端口；其中，所述高頻饋電端由同軸電纜和第一金屬墜子構(gòu)成，其中第一金屬墜子與同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連；所述低頻饋電端由同軸電纜和第二金屬墜子構(gòu)成，其中第二金屬墜子與同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連；所述第一金屬墜子、第二金屬墜子均位于皺紋喇叭中。本實(shí)用新型采用正交場(chǎng)饋電技術(shù)，使得天線可以工作在雙頻雙極化，隔離度在低頻段高于40dB，高頻段高于30dB，駐波比小于1.5，增益約為15dBi，天線效率大于65%。
文檔編號(hào)H01Q1/52GK202651359SQ201220250718
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者于兵, 葛俊祥, 李鵬, 王友保, 吳大中 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)