一种双极化的双元阵列槽天线的制作方法

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一种双极化的双元阵列槽天线的制造方法与工艺

本发明涉及一种槽天线,尤其是一种双极化的双元阵列槽天线,属于无线通信领域。



背景技术:

微波天线是现代通信系统中发射端和接收端必不可少的器件,传统的单极化天线只能实现一个方向的极化,将两个单极化天线组合成双极化天线是可以实现双极化功能的,但是这必然会增加天线的数量,因此这种双极化天线需要更多的安装空间,且在以后的维护工作方面会很麻烦。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷,提供了一种的一种双极化的双元阵列槽天线,该天线具有体积小、设计简单、易加工、天线增益高、隔离度好等优点,能够很好的满足现代通讯系统的要求。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:

一种双极化的双元阵列槽天线,包括谐振腔和挡板,所述谐振腔的左部和底部分别开有一条缝隙,所述挡板设置在谐振腔的顶部外壁上,且挡板上开有作为槽天线阵列的四条缝隙。

作为一种优选方案,所述谐振腔左部的缝隙为第一缝隙,所述第一缝隙的左边位于谐振腔左部外壁的中心处,右边位于谐振腔左部内壁的中心处;所述谐振腔底部的缝隙为第二缝隙,所述第二缝隙的下边位于谐振腔底部外壁的中心处,上边位于谐振腔底部内壁的中心处。

作为一种优选方案,从谐振腔的左侧面上看,所述第一缝隙为两条长边左右设置、两条短边上下设置的矩形结构;从谐振腔的底面上看,所述第二缝隙为两条长边左右设置、两条短边上下设置的矩形结构。

作为一种优选方案,所述第一缝隙和第二缝隙的尺寸相同。

作为一种优选方案,所述挡板上作为槽天线阵列的四条缝隙分别为第三缝隙、第四缝隙、第五缝隙和第六缝隙,所述第三缝隙、第四缝隙、第五缝隙和第六缝隙均开在挡板顶部至底部的位置上。

作为一种优选方案,从挡板的顶面上看,所述第三缝隙和第四缝隙左右对称设置,且均为两条长边左右设置、两条短边上下设置的矩形结构,所述第五缝隙和第六缝隙上下对称设置,且均为两条长边上下设置、两条短边左右设置的矩形结构,所述第三缝隙和第四缝隙之间的间距,与第五缝隙和第六缝隙之间的间距相同。

作为一种优选方案,所述第三缝隙、第四缝隙、第五缝隙和第六缝隙的尺寸相同。

作为一种优选方案,所述谐振腔和挡板均为矩形体结构,且谐振腔的顶部开口,所述挡板的长度大于谐振腔顶部开口的长度,挡板的宽度大于谐振腔顶部开口的宽度。

作为一种优选方案,所述挡板通过螺钉固定在谐振腔的顶部外壁上。

作为一种优选方案,所述谐振腔和挡板均采用金属材料制成。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果:

本发明在谐振腔的左部和底部分别开有一条缝隙,在一个谐振腔实现水平/垂直两个方向的极化,满足双极化的技术要求,由于双极化天线中不同极化方向互相垂直,因此在谐振腔的开槽方向是垂直的,即使交叠在一起也可以实现有非常好的隔离度;此外,在不增加谐振腔的体积情况下,在挡板上开有四条缝隙作为槽天线阵列,即增加开槽的数量做成阵列的形式能很好的增加天线的增益,两个极化方向上的增益都能达到8db以上,并且方向性较好,而槽天线阵列辐射比较好,性能好,结构简单,容易实现,能够很好的满足现代通讯系统的要求。

附图说明

图1为本发明实施例1的双元阵列槽天线结构示意图。

图2为本发明实施例1的双元阵列槽天线的s参数曲线图。

图3a为本发明实施例1的双元阵列槽天线在水平方向上的e面方向图。

图3b为本发明实施例1的双元阵列槽天线在垂直方向上的e面方向图。

图4为加工本发明实施例1的双元阵列槽天线时的矩形金属块示意图。

图5为加工本发明实施例1的双元阵列槽天线时的金属板示意图。

其中,1-谐振腔,2-挡板,3-第一缝隙,4-第二缝隙,5-第三缝隙,6-第四缝隙,7-第五缝隙,8-第六缝隙。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1:

如图1所示,本实施例提供了一种双极化的双元阵列槽天线,该天线包括谐振腔1和挡板2,所述谐振腔1和挡板2均采用金属材料制成,且均为矩形体结构,谐振腔1的顶部开口,使其内部填充有空气,所述挡板2通过螺钉固定在谐振腔1的顶部外壁上,挡板2的长度大于谐振腔1顶部开口的长度,挡板2的宽度大于谐振腔1顶部开口的宽度,本实施例中,挡板2的长度与谐振腔1顶部的长度相一致,挡板2的宽度与谐振腔1顶部的宽度相一致。

所述谐振腔1的左部开有第一缝隙3,底部开有第二缝隙4,用于进行馈电,所述第一缝隙3的左边位于谐振腔1左部外壁的中心处,右边位于谐振腔1左部内壁的中心处,从谐振腔1的左侧面上看,所述第一缝隙3为两条长边左右设置、两条短边上下设置的矩形结构;所述第二缝隙4的下边位于谐振腔1底部外壁的中心处,上边位于谐振腔1底部内壁的中心处,从谐振腔1的底面上看,所述第二缝隙4为两条长边左右设置、两条短边上下设置的矩形结构,第一缝隙3和第二缝隙4的尺寸相同。

所述挡板2上开有第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8,所述第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8作为槽天线阵列,均开在挡板2顶部至底部的位置上,从挡板2的顶面上看,所述第三缝隙5和第四缝隙6左右对称设置,且均为两条长边左右设置、两条短边上下设置的矩形结构,所述第五缝隙7和第六缝隙8上下对称设置,且均为两条长边上下设置、两条短边左右设置的矩形结构,所述第三缝隙5和第四缝隙6之间的间距,与第五缝隙7和第六缝隙8之间的间距相同,且第三缝隙、第四缝隙、第五缝隙和第六缝隙的尺寸相同。

本实施例的双极化的双元阵列槽天线,工作原理如下:

第一缝隙3和第二缝隙4分别连接矩形波导,作为输入端口(第一端口),第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8作为输出端口(第二端口),第一缝隙3和第二缝隙4连接的矩形波导馈电,将能量传输到谐振腔1内部进行谐振滤波,在谐振滤波后,通过第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8将能量辐射出去,s参数曲线如图2所示,s1,1表示第一端口的回波损耗,s1,2表示第二端口到第一端口的反向传输系数,s2,1表示第一端口到第二端口的正向传输系数,s2,2表示第二端口的回波损耗。

如图3a~3b所示,本实施例通过谐振腔1左部的第一缝隙3和底部的第二缝隙4,在一个谐振腔1实现水平/垂直两个方向的极化,由于双极化天线中不同极化方向互相垂直,因此在谐振腔1的开槽方向是垂直的,即使交叠在一起也可以实现有非常好的隔离度;此外,本实施例在不增加谐振腔1的体积情况下,在挡板2上开有第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8作为槽天线阵列,即增加开槽的数量做成阵列的形式能很好的增加天线的增益,两个极化方向上的增益都能达到8db以上,并且方向性较好,而槽天线阵列辐射比较好,性能好,结构简单,容易实现。

本实施例的双极化的双元阵列槽天线,加工过程如下:

第一部分:如图4所示,在一个矩形金属块中间开一个矩形腔作为谐振腔1,在谐振腔1的左部和底部分别开出一条矩形缝隙作为馈电端口(第一缝隙3和第二缝隙4),两条矩形缝隙可以连接矩形波导对谐振腔1进行馈电,在谐振腔1的顶部直接开口;

第二部分:如图5所示,将一块金属板作为挡板2,在该挡板2上开出四条矩形缝隙(第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8)作为槽天线阵列,该挡板2的长、宽尺寸应比谐振腔1的顶部开口大,以满足全封闭的要求;

将第一部分和第二部分用螺钉固定,最后连上矩形波导进行测试。

上述实施例中,所述谐振腔和挡板采用的金属材料可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种,或可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂任意一种的合金。

综上所述,本发明在谐振腔的左部和底部分别开有一条缝隙,在一个谐振腔实现水平/垂直两个方向的极化,满足双极化的技术要求,由于双极化天线中不同极化方向互相垂直,因此在谐振腔的开槽方向是垂直的,即使交叠在一起也可以实现有非常好的隔离度;此外,在不增加谐振腔的体积情况下,在挡板上开有四条缝隙作为槽天线阵列,即增加开槽的数量做成阵列的形式能很好的增加天线的增益,两个极化方向上的增益都能达到8db以上,并且方向性较好,而槽天线阵列辐射比较好,性能好,结构简单,容易实现,能够很好的满足现代通讯系统的要求。

以上所述,仅为本发明专利较佳的实施例,但本发明专利的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内,根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都属于本发明专利的保护范围。

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