一种基于磁耦合馈电的圆极化天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于磁耦合馈电的圆极化天线，其包括天线壳体、馈电部件和极化金属片，并且，馈电部件设置在天线壳体的馈入端内，极化金属片设置在天线壳体的辐射端内，天线壳体的辐射端具有矩形波导腔和圆形波导腔，并将极化金属片设置在圆形波导腔的轴线上，馈电部件的信号馈入探针馈入的信号通过磁耦合弯针传递至矩形波导腔，将TEM模转换为矩形波导的TE10模，再经过圆形波导腔，将TE10模转换为TE11模，最后极化金属片对TE11模进行极化调整，辐射出圆极化电磁波。因此，本发明实现将馈电点设置在天线的几何轴线上，同时使天线具有较小的尺寸和较优的圆极化性能。
【专利说明】
一种基于磁耦合馈电的圆极化天线
技术领域
[0001]本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种基于磁耦合馈电的圆极化天线。
【背景技术】
[0002]圆极化天线因其对目标信号的极化敏感度低，被广泛应用于各种通信产品中，目前常用的圆极化天线包括螺旋天线、微带双馈天线、微带单馈天线、耦合天线等，但对于宽带的圆极化天线阵列而言，螺旋天线的大尺寸、微带单馈/双馈的窄带特性较难获得青睐，因此综合考虑，耦合馈电是目前宽带圆极化阵列天线的较优的选择方案，这类天线大部分是基于电场耦合馈电，电场耦合馈电的特点是馈电点不在天线的几何轴线上，会导致天线的相位中心和馈电点间有一定的距离，从而额外增加天线的尺寸。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于:实现将馈电点设置在天线的几何轴线上，同时使天线具有较小的尺寸和较优的圆极化性能。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明提供一种基于磁耦合馈电的圆极化天线，其技术方案为:
[0005]—种基于磁耦合馈电的圆极化天线，其包括天线壳体、馈电部件和极化金属片，所述馈电部件设置在所述天线壳体的馈入端内，所述极化金属片设置在所述天线壳体的辐射端内；其中，
[0006]所述天线壳体的辐射端包括矩形波导腔和圆形波导腔，所述极化金属片位于所述圆形波导腔的轴线上；
[0007]所述馈电部件包括信号馈入探针、射频绝缘子和磁耦合弯针，其中，所述磁耦合弯针呈直角状，所述磁耦合弯针一端插入所述射频绝缘子，并与插入所述射频绝缘子的所述信号馈入探针导电连接，其另一端与所述矩形波导腔的长边垂直设置，并与所述天线壳体相导电连接；
[0008]信号通过所述磁耦合弯针传递至所述矩形波导腔，将TEM模转换为矩形波导的TE10模，再经过所述圆形波导腔，将TEiq模转换为TE11模，最后所述极化金属片对TE11模进行极化调整，辐射出圆极化电磁波。
[0009]根据一种具体的实施方式，在射频绝缘子内，磁耦合弯针与信号馈入探针同轴设置。
[0010]根据一种具体的实施方式，所述天线壳体设置有弯针焊接孔，并且通过所述弯针焊接孔，将所述磁耦合弯针与所述天线壳体焊接在一起。
[0011]根据一种具体的实施方式，所述矩形波导腔内填充有矩形介质块，所述圆形波导腔内填充有圆形介质块，其中，
[0012]所述矩形介质块具有用于避让所述磁耦合弯针的避让口，所述极化金属片设置在所述圆形介质块的轴线上。
[0013]根据一种具体的实施方式，所述矩形波导腔的边角经倒角处理后，形成圆弧边。
[0014]根据一种具体的实施方式，所述天线壳体的馈入端具有一定位面，用于在安装时，获得准确的对位角度。
[0015]根据一种具体的实施方式，所述极化金属片沿所述圆形波导腔的轴线旋转90°，使其辐射出的圆极化电磁波在左旋圆极化波与右旋圆极化波之间切换。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明基于磁耦合馈电的圆极化天线，其中，馈电部件设置在天线壳体的馈入端内，极化金属片设置在天线壳体的辐射端内，天线壳体的辐射端具有矩形波导腔和圆形波导腔，并将极化金属片设置在圆形波导腔的轴线上，馈电部件的信号馈入探针馈入的信号通过磁耦合弯针传递至矩形波导腔，将TEM模转换为矩形波导的TEiq模，再经过圆形波导腔，将TEiq模转换为TE11模，最后极化金属片对TE11模进行极化调整，辐射出圆极化电磁波。因此，本发明实现将馈电点设置在天线的几何轴线上，同时使天线具有较小的尺寸和较优的圆极化性能。
【附图说明】
:
[0017]图1是本发明天线辐射端的结构示意图；
[0018]图2是本发明天线馈入端的结构示意图；
[0019]图3是本发明天线馈电部件的结构示意图；
[0020]图4是本发明天线壳体的结构示意图；
[0021 ]图5是本发明矩形介质块和圆形介质块的结构示意图；
[0022]图6是本发明馈电部件到矩形波导腔的过渡示意图；
[0023]图7是本发明矩形波导腔到圆形波导腔的场过渡示意图；
[0024]图8是本发明极化金属片的场分量示意图。
[0025]附图标记列表
[0026]1-馈入端2-辐射端21-圆形波导腔22-矩形波导腔
[0027]21a-圆形介质块22a_矩形介质块3_极化金属片4_弯针焊接孔
[0028]5-馈电部件51-磁耦合弯针52-射频绝缘子53-信号馈入探针
[0029]6_定位面
【具体实施方式】
[0030]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
【发明内容】
所实现的技术均属于本发明的范围。
[0031]结合图1、图2、图3和图4分别所示的本发明天线的辐射端、馈入端、馈电部件和天线壳体的结构示意图；其中，本发明基于磁耦合馈电的圆极化天线，其包括天线壳体、馈电部件5和极化金属片3，馈电部件5设置在天线壳体的馈入端I内，极化金属片3设置在天线壳体的辐射端2内。
[0032]其中，天线壳体的辐射端2具有矩形波导腔22和圆形波导腔21，极化金属片3位于圆形波导腔21的轴线上。
[0033]馈电部件5包括信号馈入探针53、射频绝缘子52和磁耦合弯针51，其中，磁耦合弯针51呈直角状，磁耦合弯针51—端插入射频绝缘子52，并与插入射频绝缘子52的信号馈入探针53导电连接，其另一端与矩形波导腔22的长边垂直设置，并与天线壳体相导电连接。具体的，在射频绝缘子52内，磁耦合弯针51与信号馈入探针53同轴设置。
[0034]本发明中，信号由信号馈入探针53馈入，并且馈入的信号通过磁耦合弯针51传递至矩形波导腔22，将TEM模转换为矩形波导的TEiq模，再经过圆形波导腔21，将TEiq模转换为TE11模，最后极化金属片3对TE11模进行极化调整，辐射出圆极化电磁波。
[0035]具体的，本发明的天线壳体设置有弯针焊接孔4，并且通过弯针焊接孔4，将磁耦合弯针51与天线壳体焊接在一起。
[0036]在实施时，天线壳体的矩形波导腔22的边角经倒角处理后，形成圆弧边。这样处理不仅不会影响天线的性能，同时改善了天线的可加工性。此外，天线壳体的馈入端I具有一定位面6，该定位面用于在安装时，获得准确的对位角度，实现与后端模块的准确定位。
[0037]结合图5所示的本发明矩形介质块和圆形介质块的结构示意图；其中，矩形波导腔22内填充有矩形介质块22a，圆形波导腔21内填充有圆形介质块21a。其中，矩形介质块22a具有用于避让磁耦合弯针51的避让口。极化金属片3设置在圆形介质块21a的轴线上。
[0038]具体的，本发明中的极化金属片可以通过机械加工的方式，嵌入到圆形介质块中，也可以通过对圆形介质块进行腐蚀成型，然后再将极化金属片再嵌入该圆形介质块中。
[0039]结合图6所示的本发明馈电部件到矩形波导腔的过渡示意图；其中，馈电部件的信号馈入探针馈入信号后，经其与磁耦合弯针的同轴馈电，并且通过磁耦合馈电到矩形波导的过渡，将TEM波转化为矩形波导的TEiq波，并且矩形波导的电场方向沿矩形波导的窄边分布。
[0040]图7是本发明矩形波导腔到圆形波导腔的场过渡示意图；其中，El为矩形波导TE10模的电场分布不意图，E2为圆波导TEn模的电场分布不意图，可以看出，这两种模式的场较为接近，比较容易匹配。
[0041]图8是本发明极化金属片的场分量示意图；其中，通过极化金属片，E被分解为极化调节片长边Ea场分量和短边Eb分量，这两组分量空间正交。根据电磁场极化原理，要实现圆极化，需要满足三个条件:
[0042](I)两个场分量空间正交
[0043](2)两个场分量幅度相等
[0044](3)两个场分量相位相差90°
[0045]同时，当从波的传播方向看过去，如果波矢量方向随着时间的变化呈现左手螺旋定则，则为左旋圆极化波，如果满足右手螺旋定则，则为右旋圆极化波。
[0046]本发明中，极化金属片沿圆形波导腔的轴线旋转，使其辐射出的圆极化电磁波在左旋圆极化波与右旋圆极化波之间切换。
[0047]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
【主权项】
1.一种基于磁耦合馈电的圆极化天线，其特征在于，包括天线壳体、馈电部件和极化金属片，所述馈电部件设置在所述天线壳体的馈入端内，所述极化金属片设置在所述天线壳体的辐射端内；其中， 所述天线壳体的辐射端包括矩形波导腔和圆形波导腔，所述极化金属片位于所述圆形波导腔的轴线上； 所述馈电部件包括信号馈入探针、射频绝缘子和磁耦合弯针，其中，所述磁耦合弯针呈直角状，所述磁耦合弯针一端插入所述射频绝缘子，并与插入所述射频绝缘子的所述信号馈入探针导电连接，其另一端与所述矩形波导腔的长边垂直设置，并与所述天线壳体相导电连接； 信号通过所述磁耦合弯针传递至所述矩形波导腔，将TEM模转换为矩形波导的TE1Q模，再经过所述圆形波导腔，将TEiq模转换为TE11模，最后所述极化金属片对TE11模进行极化调整，辐射出圆极化电磁波。2.如权利要求1所述的基于磁耦合馈电的圆极化天线，其特征在于，在射频绝缘子内，磁耦合弯针与信号馈入探针同轴设置。3.如权利要求1所述的基于磁耦合馈电的圆极化天线，其特征在于，所述天线壳体设置有弯针焊接孔，并且通过所述弯针焊接孔，将所述磁耦合弯针与所述天线壳体焊接在一起。4.如权利要求1所述的基于磁耦合馈电的圆极化天线，其特征在于，所述矩形波导腔内填充有矩形介质块，所述圆形波导腔内填充有圆形介质块，其中， 所述矩形介质块具有用于避让所述磁耦合弯针的避让口，所述极化金属片设置在所述圆形介质块的轴线上。5.如权利要求1所述的基于磁耦合馈电的圆极化天线，其特征在于，所述矩形波导腔的边角经倒角处理后，形成圆弧边。6.如权利要求1所述的基于磁親合馈电的圆极化天线，其特征在于，所述天线壳体的馈入端具有一定位面，用于在安装时，获得准确的对位角度。7.如权利要求1所述的基于磁耦合馈电的圆极化天线，其特征在于，所述极化金属片沿所述圆形波导腔的轴线旋转90°，使其辐射出的圆极化电磁波在左旋圆极化波与右旋圆极化波之间切换。
【文档编号】H01Q1/36GK105932406SQ201610479320
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】张 成, 丁卓富, 管玉静
【申请人】成都雷电微力科技有限公司