电网络，其工作频段达不到多频多模的宽频带应用要求。本实用新型提出的基本辐射单元采用了十字扇面赋形振子的宽带设计加上同轴馈电‘Baiun’的宽带性能使本实用新型的基本辐射单元的工作频带达到了整个导航频段。
[0041]2)低损高效的圆极化馈电。
[0042]导航接收机天线最常使用的馈电网络为微带网络。这种馈电包括有介质损耗、导体损耗和辐射损耗等多种形式，一般网络损耗较大。它直接影响到接收机天线的增益和接收机系统的噪声系数和灵敏度。由于微带线色散影响，其阻抗匹配和圆极化带宽也十分受限。本实用新型对基本辐射单元采取了同轴-平衡馈电‘Baiun’方式和低损耗的陶瓷功分器，避免了微带馈电的各种损耗，可做到更宽频带内的阻抗匹配和理想圆极化实现。
[0043]3)方向图赋形调整。
[0044]微带贴片，四臂螺旋等类型天线一旦确定便无可调节余地。本实用新型的十字交叉振子与适当尺度的接地板组成基本的半球波束单元天线。根据天线增益和覆盖角要求可调整振子距接地板高度，调整振子扇面几何参数来调整其辐射方向图。具有更多的灵活性和可适应性。
[0045]4)提供极化隔离，减少杂散影响进入接收机。
[0046]本实用新型包含了对十字交叉振子的圆极化极化隔离功分装置。该装置首先要保证对振子的宽带圆极化馈电；同时还能够把经反射形成的反旋多径信号予以吸收滤出，保证接收机尽量不受其干扰。
[0047]2.基本技术特点如下。
[0048]I)本实用新型具有多星共用、共享的多频宽带特性。
[0049]本实用新型采用十字交叉振子，由4个相同的扇面振子，两两正交排布。为了获得更宽的覆盖角域，本扇面振子向下折弯成钝角。通过扇面振子几何形状和参数选择，通过短振子容性加载结构使该天线具有较宽频带。所述十字交叉振子与天线的接地板有一定高度，以形成半空间辐射方向图。因此，四个扇面振子分别被四个支撑杆架高到一定高度。
[0050]2)实现增益和覆盖角域可调的半球波束。
[0051]本实用新型的特点是半球波束可以根据需要调整。本实用新型作为基本辐射单元的十字交叉振子与具有一定间距的接地板共同获得半球波束，该波束覆盖角域(波束宽度)可通过扇面振子的赋形、与接地板的间距以及振子顶部作为无源引向的金属引向板共同作用来控制。
[0052]3)低噪声系数的圆极化馈电网络。
[0053]本实用新型的馈电网络未采用微带馈电网络，它由两部分组成:一部分是0° /180°的同轴-平衡馈电‘balun’，另一部分是带有极化鉴别的3dB/90°陶瓷功分器，形成了基本辐射单元的圆极化馈电。其有效避免了微带馈电固有的各种损耗，提高了馈电效率。作为接收机前端的天线，损耗降低无疑对降低接收机系统噪声是有利的。在馈电实现的同时又完成了对反旋极化分量的抑制。
[0054]4)兼作结构支撑和馈电‘Balun’的四个支撑杆。
[0055]本实用新型的馈电特点是RF馈电与振子结构支撑共用。本实用新型的扇面振子需要距接地板有一定的高度，同时又需要对其馈电，为此采用了四支撑杆结构，其中两个支杆兼作RF馈电，RF电缆从中穿过。将电缆的内导体延伸至对侧支支撑杆，与对侧支撑杆和扇面振子保证微波电连接，通过调整支撑杆的尺寸和高度，使支撑杆外皮无激励电流，保证了二对侧振子0° /180°的平衡馈电。其余两根个支撑杆起支撑作用。距扇面振子一定距离的顶端有一个圆形金属板作为金属引向板安装于4个扇面振子的中轴线上。
[0056]四支杆中同轴馈电线内置的阻抗匹配段和底部短路的辅助调配同轴线共同作用，无须外加阻抗调配网络则可实现同轴馈电匹配。
[0057]5)简易、低耗的3dB/90°功分器。
[0058]本实用新型所述功分器没有采用微带线电路板实现3dB/90°功分，而是采用了体小、质轻、且RF损耗低的陶瓷3dB/90°功分器。由于本实用新型采用的3dB/90°功分器是一个有二输出端口彼此隔离的分支耦合器‘hybrid’ ο该器件的特点是不仅对扇面振子实现了等幅、90°相移的馈电，而且还对正交极化分量场吸收，使其不进入接收机系统内。
[0059]6)极化鉴别与抗多径效能
[0060]本实用新型采用的3dB/90°功分器是一个有二输出端口彼此隔离的平衡混合器‘hybrid’。该极化隔离功分装置除对振子完成圆极化馈电外，在另一输出端口把反旋极化分量吸收，使反旋多径信号不进入接收机内，在实现馈电功能同时，还具有极化鉴别的抗多径效能。
[0061]本实用新型为了增加工作带宽，十字交叉振子采用了渐变宽带结构，馈电采用了同轴圆极化馈电(3dB/90)和同轴到平衡的馈电balun设计。四根垂直支撑杆，其中有两根为同轴馈电结构是高频信号通道。通过两条铜线把两馈电同轴的内导体与对侧支杆相连，可采用机械和焊接方式，以保证RF连接的可靠性。四个扇面振子对称地插入四根垂直支撑杆外面，保证RF导通。
[0062]十字交叉振子和金属引向板之间连接采用介质圆环，十字交叉振子顶部两条正交馈电线高出四个扇面振子顶端，正好放置于圆环中部，这两根馈电线是将0°方向同轴馈线的中心导体与对侧(180° )方向的支杆连接起来，设计采用0.5mm厚度的铜带，铜带表面面积与同轴中心导体面积相当，采用机械与焊接两种方式连接。
[0063]本实用新型可取得如下技术效果。
[0064]1.短矮振子天线的宽频带特性，工作频段覆盖整个导航频段；
[0065]2.无须外加阻抗调配网络，实现了天线振子组件对50 Ω同轴馈电匹配；
[0066]2.振子组件的低馈电损耗，可得到更高的增益和更宽的覆盖角域；
[0067]3.四振子组件的对称圆极化馈电，可得到更广角圆极化特性；
[0068]4.振子组件圆对称结构和对称馈电，可获得更对称的方向图；
[0069]5.天线振子组件无微波介质板馈电网络，结构轻、成本低，易实现；
[0070]6.具有极化隔离抗多径干扰的功分装置；
[0071]7.本实用新型选择的这种馈电结构无论在电气、结构、成本等多方面都优于微带板四点馈电。本实用新型可使类似天线馈电得到质的提升。
[0072]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种天线振子组件，其特征在于，包括十字扇面交叉振子(I)、支撑馈电组件(2)、接地板(3)和极化隔离功分装置(4); 所述十字扇面交叉振子(I)固定于支撑馈电组件(2)顶部，所述支撑馈电组件(2)底部固定在接地板(3)中央，所述极化隔离功分装置(4)安装于接地板背面中心位置，所述十字扇面交叉振子(I)通过支撑馈电组件(2)内部的同轴馈电线与极化隔离功分装置(4)连接。2.根据权利要求1所述一种天线振子组件，其特征在于，所述十字扇面交叉振子(I)为中心圆对称结构，包括四个相同的扇面振子(1-1)，所述扇面振子(1-1)两两正交排布，构成十字扇面交叉振子。3.根据权利要求2所述一种天线振子组件，其特征在于，所述扇面振子(1-1)沿径向在中部弯折成钝角。4.根据权利要求1所述一种天线振子组件，其特征在于，所述十字扇面交叉振子(I)顶部通过介质环(1-3)固定金属引向板(1-2)。5.根据权利要求1所述一种天线振子组件，其特征在于，所述支撑馈电组件(2)采用四支撑杆结构，其中两个支撑杆兼做RF馈电，RF同轴线从中穿过，一端与对侧支撑杆和扇面振子保证微波电连接，形成O° /180°的同轴平衡馈电BALUN ;另一端与所述极化隔离功分装置⑶的输入端口连接。6.根据权利要求5所述一种天线振子组件，其特征在于，所述支撑馈电组件(2)的另外两个支撑杆内含有特性阻抗为Z1、底部短路的辅助调配同轴线，所述底部短路的辅助调配同轴线通过顶部形成的分布电容使对侧同轴芯线与扇面振子保持微波连接，二支撑杆中馈电同轴线的芯线有一段匹配段，并与对侧支撑杆的底部短路的辅助调配同轴线共同作用，无需外加调配装置则可使其与同轴馈线系统实现阻抗匹配。7.根据权利要求1所述一种天线振子组件，其特征在于，所述极化隔离功分装置(4)为包括两个输入端口和两个输出端口，所述输入端口分别与支撑馈电组件(2)内部的RF电缆连接，一个输出端口连接接收机，另一个输出端口连接吸收电阻。8.根据权利要求7所述一种天线振子组件，其特征在于，极化隔离功分装置(4)是一种平衡混合分支耦合器Hybrid，其为振子组件提供3dB/90°的功率分配，连同支撑杆组件形成的0° /180°的馈电BALUN，实现了对十字扇面交叉振子(I)的四点圆极化馈电。9.一种天线，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的天线振子组件。10.一种通讯设备，其特征在于，包括权利要求9所述天线。
【专利摘要】本实用新型涉及一种天线振子组件、天线及通信设备，所述振子组件包括十字扇面交叉振子、支撑馈电组件、接地板和极化隔离功分装置；所述十字扇面交叉振子固定于支撑馈电组件顶部，所述支撑馈电组件底部固定在接地板中央，所述极化隔离功分装置安装于接地板背面中心位置，所述十字扇面交叉振子通过支撑馈电组件内部的同轴馈电线与极化隔离功分装置连接。本实用新型所述天线振子组件摆脱了对微波介质板依赖，解决了多频宽带的圆极化馈电，并通过对十字扇面交叉振子的赋形及距接地板高度的调整，可做到更灵活的方向图控制、更优的圆极化特性；通过极化隔离功分装置还可对反旋多径信号进行抑制，具有宽带、低耗、高效特性，可明显减小天线体积、重量及成本。
【IPC分类】H01Q1/12, H01Q5/50, H01Q1/50, H01Q5/10, H01Q1/36
【公开号】CN204632904
【申请号】CN201520358254
【发明人】叶云裳
【申请人】北京安腾天汇通信技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日