专利名称：一种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，具体地说是ー种新型高隔离度双频双极化天线波瓣等宽，属于喇叭天线领域。
背景技术：
未来的卫星通信系统不仅要求天线高增益、具有良好的隐蔽性和机动性，还需天线满足大容量通信、收发一体化的要求，以处理同步进行接收和发射的两个分离频段的信号，这要求天线能够同时实现宽带、双频、双极化工作，即所谓的双频双极化天线。以往为实现双频双极化天线，可以采用微带天线等，但该类天线增益较低。为提高増益，通常采用大口径赋形反射面天线，如抛物面天线、卡塞克伦天线以及喇叭天线等。赋 形反射面天线具有结构简单、成本低、损耗小、易实现双频和双极化等诸多优点，在卫星通信系统中应用十分广泛。但要求赋形反射面天线在两种极化情况下波瓣等宽的同时，实现高隔离度、双频、双极化特性，具有一定的难度。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是实现波瓣等宽的同时，实现高隔离度、双频双极化特性，提出ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线。本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，包括短路活塞、以及与短路活塞相连的皱纹喇叭，在皱纹喇叭上设置有相互垂直放置的高频馈电端口和低频馈电端ロ ；其中，所述高频馈电端ロ由第一同轴电缆和第一金属坠子构成，其中第一金属坠子与第一同轴电缆的内导体相连；所述低频馈电端ロ由第二同轴电缆和第二金属坠子构成，其中第二金属坠子与第二同轴电缆的内导体相连；所述第一金属坠子、第二金属坠子均位于皱纹喇叭中。进ー步的，本实用新型的ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，所述高频馈电端ロ与短路活塞右侧端面的距离为该端ロ激励电磁波波长的四分之一；所述低频馈电端ロ与短路活塞右侧端面的距离为该端ロ激励电磁波波长的四分之一。进ー步的，本实用新型的ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，所述短路活塞由金属材料制成，厚度为2mnT5mm。进ー步的，本实用新型的ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，所述第一金属坠子、第二金属坠子均为圆柱形，所述第一金属坠子、第二金属坠子的尺寸与该金属坠子所在馈电端ロ所要实现的辐射阻抗相匹配。本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果本实用新型采用正交场馈电技术，使得天线可以工作在双频双极化，隔离度在低频段高于40dB，高频段高于30dB，驻波比小于I. 5，增益约为15dBi，天线效率大于65%。
[0012]图I是双频双极化波瓣等宽喇叭天线结构立体示意图。图2是馈电端ロ结构立体示意图，其中(a)为高频馈电端ロ，(b)为低频馈电端ロ。图3是高频馈电端ロ为Pl端ロ、低频馈电端ロ为P2端ロ情况下的S參数曲线图。图4是高频馈电端ロ为Pl端ロ、低频馈电端ロ为P2端ロ情况下的电压驻波比(VSffR)參数曲线图。图5是天线在两个频率上辐射幅度随辐射Θ角变化的曲线图。图中标号解释I-短路活塞，2-高频馈电端ロ，3-低频馈电端ロ，4-皱纹喇叭，5-同轴电缆，6-第一金属坠子,7-第二金属坠子。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案做进ー步的详细说明如图I所示，本实用新型的高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，包括短路活塞I、以及与短路活塞I相连的皱纹喇叭4。其中，在皱纹喇叭4上设置有两个天线馈电端ロ，分别为高频馈电端ロ 2和低频馈电端ロ 3。采用皱纹喇叭可以提高隔离度并改善两种极化下的波瓣宽度。高频馈电端ロ 2由同轴电缆5和圆柱形金属坠子6构成。金属坠子6与同轴电缆5的内导体一端相连。低频馈电端ロ 3由同轴电缆5和另ー不同尺寸的金属坠子7构成。金属坠子7与同轴电缆5的内导体一端相连。通过调节两个馈电端ロ金属坠子的尺寸大小可以改变馈电端ロ的辐射阻抗，进而提高天线的效率，减小电压驻波比。例如对于工作在32GHz波段，金属坠子圆柱体的半径为2mm,厚度为O. 6mm ;而对于23GHz波段,金属坠子圆柱体的半径为I. 2mm,厚度为I. 3mm即可实现较低的电压驻波比，提高天线的效率。馈电端ロ与短路活塞右侧端面的距离为四分之一在该端ロ激励的电磁波波长。此时短路活塞和馈电端ロ间就形成了一个谐振腔，通过调节短路活塞与馈电端ロ间的距离即可改变天线的辐射波长。馈电端ロ 2和馈电端ロ 3相互垂直放置，并将金属坠子6和7分别置于皱纹喇叭4中，使得在天线中激励2个相互垂直的电磁辐射场。且所激励的场是相互正交的，可以极大的提高2个工作频率的隔离度。參照图I,短路活塞I可以用铜、招等金属材料制成,厚度在2mnT5mm。皱纹喇机4可以通过数控机床的精加工制成，材料可以用铜、铝等金属材料。參照图2，圆柱形金属坠子可以用铜、铝等金属材料制成。馈电端ロ 2和3可以通过同轴电缆与圆柱形金属坠子焊接制成。參照图1，首先在皱纹喇叭4上特定的位置钻孔，然后将馈电端ロ 2、3焊接在皱纹喇叭4上。图3给出了高频馈电端ロ 2为Pl端ロ、低频馈电端ロ 3为P2端ロ情况下的S參数仿真曲线图，从图中可以看到在低频段(23. 8GHz)，隔离度高于40dB;在高频段(31. 65GHz)，隔离度高于 30dB。图4给出了高频馈电端ロ 2为Pl端ロ、低频馈电端ロ 3为P2端ロ情况下的电压驻波比(VSWR)參数的仿真曲线图，从图中可以看到在高频段和低频段，VSWR均小于I. 5。 图5给出了天线在两个频率上的辐射幅度仿真曲线图。从图中可以看到在高频段和低频段的波瓣半宽角相差小于6°。
权利要求1.ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，其特征在于包括短路活塞、以及与短路活塞相连的皱纹喇叭，在皱纹喇叭上设置有相互垂直放置的高频馈电端口和低频馈电端ロ ；其中，所述高频馈电端ロ由第一同轴电缆和第一金属坠子构成，其中第一金属坠子与第一同轴电缆的内导体相连；所述低频馈电端ロ由第二同轴电缆和第二金属坠子构成，其中第二金属坠子与第二同轴电缆的内导体相连；所述第一金属坠子、第二金属坠子均位于皱纹喇叭中。
2.根据权利要求I所述的ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，其特征在于所述高频馈电端ロ与短路活塞右侧端面的距离为该端ロ激励电磁波波长的四分之一；所述低频馈电端ロ与短路活塞右侧端面的距离为该端ロ激励电磁波波长的四分之一。
3.根据权利要求I所述的ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，其特征在于所述短路活塞由金属材料制成，厚度为2mnT5mm。
4.根据权利要求I所述的ー种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，其特征在于所述第一金属坠子、第二金属坠子均为圆柱形，所述第一金属坠子、第二金属坠子的尺寸与该金属坠子所在馈电端ロ所要实现的辐射阻抗相匹配。
专利摘要本实用新型公开了一种新型高隔离度双频双极化波瓣等宽天线，该天线包括短路活塞、以及与短路活塞相连的皱纹喇叭，在皱纹喇叭上设置有相互垂直放置的高频馈电端口和低频馈电端口；其中，所述高频馈电端由同轴电缆和第一金属坠子构成，其中第一金属坠子与同轴电缆的内导体相连；所述低频馈电端由同轴电缆和第二金属坠子构成，其中第二金属坠子与同轴电缆的内导体相连；所述第一金属坠子、第二金属坠子均位于皱纹喇叭中。本实用新型采用正交场馈电技术，使得天线可以工作在双频双极化，隔离度在低频段高于40dB，高频段高于30dB，驻波比小于1.5，增益约为15dBi，天线效率大于65%。
文档编号H01Q1/52GK202651359SQ201220250718
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者于兵, 葛俊祥, 李鹏, 王友保, 吴大中 申请人:南京信息工程大学