螺旋缝隙圆极化喇叭天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了螺旋缝隙圆极化喇叭天线，涉及通信、测控领域中圆极化天线装置。它包括从上到下依次设置的矩形辐射喇叭、介质板和矩形腔体，矩形腔体设有隔离墙。介质板的上敷铜层有腐蚀形成180°旋转对称结构的螺旋缝隙，下敷铜层设置有微带馈线；螺旋缝隙包括两个螺旋缝隙单元和过渡段，两个螺旋缝隙单元通过过渡段相连接；隔离墙将矩形腔体分割成两个相同的腔体。本实用新型根据通信、测控对极化纯度、安装空间要求设计了具有驻波带宽宽、轴比带宽宽的微带天线结构；本实用新型还具有轮廓低、尺寸小、易集成等特点，特别适用于通信、测控系统中飞行器载体高性能低轮廓圆极化天线的制造。
【专利说明】
螺旋缝隙圆极化喇叭天线
技术领域
[0001]本实用新型涉及通信、测控领域中的一种螺旋缝隙圆极化喇叭天线，本实用新型较适合应用于要求圆极化辐射天线的通信、测控系统中。
【背景技术】
[0002]目前在通信、测控系统中可以形成圆极化的微带天线主要有以下几种结构形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。
[0003]1、切角圆极化微带天线:该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2%。
[0004]2、外接圆极化电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15%，小于2的驻波带宽大于20%，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。
[0005]3、缝隙耦合圆极化微带天线，该形式的圆极化微带天线与传统的圆极化微带天线比较，具有阻抗、轴比带宽宽的特点，但由于缝隙结构的不对称性，往往需要加载隔离电阻实现较宽的轴比带宽，这样产生了两个问题:一方面，隔离电阻需要人工焊接，当阵列规模较大时，需要巨大的工作量，又很难保证单元焊接的一致性；另一方面，隔离电阻会产生一定的差损，导致辐射增益不同程度的下降。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于避免上述【背景技术】中的不足之处而提供一种螺旋缝隙圆极化喇叭天线，本实用新型的特点是，阻抗、轴比带宽宽，辐射效率高，结构紧凑等特点。
[0007]本实用新型是这样实现的:螺旋缝隙圆极化喇叭天线，包括从上到下依次设置的矩形辐射喇叭1、介质板2和矩形腔体3，矩形辐射喇叭I的下喇叭口与介质板2的上敷铜层重合;介质板2与矩形腔体3形成封闭腔体;其特征在于:所述的介质板2的上敷铜层腐蚀形成180°旋转对称结构的螺旋缝隙6，下敷铜层设置有微带馈线5;螺旋缝隙6包括两个螺旋缝隙单元和过渡段，将其中一个螺旋缝隙单元绕自身几何中心旋转180°后平移过渡段的长度得到另一个螺旋缝隙单元，两个螺旋缝隙单元通过过渡段相连接;螺旋缝隙6的过渡段在下敷铜层的投影与微带馈线5相垂直;所述的矩形腔体3设有隔离墙4，隔离墙4将矩形腔体3分割成两个相同的腔体，隔离墙4的方向设置与微带馈线5相同。
[0008]其中，所述的微带馈线5的终端采用扇形开路结构。
[0009]其中，所述的螺旋缝隙单元的螺旋曲线为标准平面螺旋天线曲线。
[0010]本发明与【背景技术】比较有如下优点:
[0011]1、本实用新型的螺旋缝隙圆极化喇叭天线由矩形辐射喇叭1、介质板2、矩形腔体3和隔离墙4组成，能在宽频带内产生高质量的圆极化定向波束，其小于3dB轴比带宽大于22%，小于1.5的驻波带宽大于20%。
[0012]2、本实用新型整个天线结构简单、紧凑，与其他圆极化微带天线比较无需外接圆极化馈电网络，单点馈电可形成较好的圆极化辐射效果，同时该设计实现了天线与网络一体化设计，实现高增益设计，适用于要求圆极化天线的通信系统中。
【附图说明】
[0013]图1是本发明三维结构示意图。
[0014]图2是螺旋缝隙馈电网络示意图。
【具体实施方式】
[0015]参照图1、图2，本实用新型包括从上到下依次设置的矩形辐射喇叭1、介质板2和矩形腔体3，矩形腔体3设有隔离墙4，图1是本实用新型三维结构示意图，给出了各部件间的相对位置关系，图2是本螺旋缝隙馈电网络示意图。
[0016]介质板2的上敷铜层设置有180°旋转对称结构的螺旋缝隙6，采用印制板敷刻工艺来实现，它的作用是辐射或接收圆极化电磁信号，完成电磁信号转换，实施例采用印制板敷铜结构;下敷铜层设置有微带馈线5，起到对螺旋缝隙6馈电的作用。此设计是考虑矩形腔体3与介质板2的上敷铜层形成的封闭腔体，保证了馈线传输信号良好的电磁屏蔽，避免了因馈线的寄生辐射导致的能量损耗。
[0017]螺旋缝隙6由一对螺旋缝隙单元和过渡段组成，该螺旋缝隙成180°旋转对称结构，将其中一个螺旋缝隙单元绕自身几何中心旋转180°后平移过渡段的长度得到另一个螺旋缝隙单元，两个螺旋缝隙单元通过过渡段相连接;其中，螺旋缝隙单元为标准平面螺旋天线曲线。此设计的考虑可采用微带馈电缝隙从而实现对两个螺旋缝隙的馈电。微带馈线5的终端采用扇形开路结构。
[0018]隔离墙4位于矩形腔体3的中心位置，与微带馈线5的设置方向相同，隔离墙4将矩形腔体3分割成两个相同的腔体。它的作用主要有两个方面:1)它可以减小两个螺旋缝隙间的耦合，从而改善了两单元各自的辐射特性;2)隔离墙可以改善天线的圆极化特性。
[0019]该天线各部件采用介质螺钉进行固定。
[0020]本实用新型工作原理如下:当发射信号时，发射机将发射信号输入到微带馈线5，在一对螺旋缝隙6上激励起旋转场，并以圆极化电磁波的形式辐射到自由空间。天线的接收和发射为互易过程，信号由一对螺旋缝隙6接收到圆极化信号，并通过微带线5耦合到缝隙上的信号，最终由同轴电缆输出到外接接收机。
【主权项】
1.螺旋缝隙圆极化喇叭天线，包括从上到下依次设置的矩形辐射喇叭(I)、介质板(2)和矩形腔体(3)，矩形辐射喇叭(I)的下喇叭口与介质板(2)的上敷铜层重合;介质板(2)与矩形腔体(3)形成封闭腔体;其特征在于:所述的介质板(2)的上敷铜层腐蚀形成180°旋转对称结构的螺旋缝隙(6)，下敷铜层设置有微带馈线(5);螺旋缝隙(6)包括两个螺旋缝隙单元和过渡段，将其中一个螺旋缝隙单元绕自身几何中心旋转180°后平移过渡段的长度得到另一个螺旋缝隙单元，两个螺旋缝隙单元通过过渡段相连接;螺旋缝隙(6)的过渡段在下敷铜层的投影与微带馈线(5)相垂直;所述的矩形腔体(3)设有隔离墙(4)，隔离墙(4)将矩形腔体(3)分割成两个相同的腔体，隔离墙(4)的方向设置与微带馈线(5)相同。2.根据权利要求1所述的螺旋缝隙圆极化喇叭天线，其特征在于:所述的微带馈线(5)的终端采用扇形开路结构。3.根据权利要求1或2所述的螺旋缝隙圆极化喇叭天线，其特征在于:所述的螺旋缝隙单元的螺旋曲线为标准平面螺旋天线曲线。
【文档编号】H01Q13/02GK205488569SQ201620136844
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】宋长宏
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所