一种水平极化宽带双锥全向天线的制作方法

本发明属于雷达天线技术领域，具体涉及一种水平极化宽带双锥全向天线。

背景技术：

随着电子技术的发展和军工科研项目的要求，全向天线被用于实现越来越多的功能，如副瓣匿隐、测频、模块间组网等。全向天线是指在水平方向图上表现为360°均匀辐射，垂直方向图上表现为具有一定宽度的波束的天线。水平极化宽带双锥全向天线是全向天线的一种，主要为搜索雷达中干扰识别天线进行副瓣匿隐，保证雷达设备对电磁信号干扰识别的准确性。

目前国内外通常使用的全向天线均为垂直极化(如振子天线、盘锥天线等)，水平极化的全向天线则大多通过将单个水平极化的天线单元组成圆阵加以实现。然而这种组阵方式由于其结构上的不连续性会对天线电性能产生影响，而且也增加了馈电网络的设计、安装难度和设备成本。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题为，提出一种水平极化宽带双锥全向天线，其无需组阵、无复杂的馈电网络，具有宽频带，而且为水平极化。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水平极化宽带双锥全向天线，包括双锥全向天线、泡沫安装支架以及由若干极化栅片组成的多层金属栅极化器，多层金属栅极化器中的极化栅片为具有一定偏转角度的金属栅；泡沫安装支架为圆筒形，其套装在双锥全向天线侧面形成圆形的极化栅片安装基面，若干极化栅片依次分层缠绕安装在泡沫安装支架上；每层极化栅片之间安装有泡沫条带。

进一步，圆筒形的泡沫安装支架两侧个具有一个安装护挡。

进一步，所述多层金属栅极化器包括九层极化栅片和八层聚苯乙烯泡沫条，最里层极化栅片的偏转角为0°，最外层极化栅片的偏转角为90°，相邻极化栅片偏转角的渐变量为11.25°；极化栅片中金属栅各栅条的宽度为1mm，各栅条的间距为1mm；聚苯乙烯泡沫条的厚度为4mm。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，本发明阻抗匹配好，能量传输效率高；实现了天线全向的功能，具有两个倍频程的工作带宽，具有宽带特性，能够在不组阵、无复杂馈电网络的情况下实现单个天线的水平极化全向天线。

附图说明

图1是电场矢量与金属栅成一定偏转角度θ的示意图。

图2是多层金属栅极化器示意图。

图3是宽带双锥全向天线示意图。

图4是加装金属结构件后的宽带双锥全向天线。

图5是加装泡沫安装支架后的宽带双锥全向天线。

图6是在图5的基础上加装多层金属栅极化器后形成的水平极化宽带双锥全向天线。

图7是图6所示水平极化宽带双锥全向天线剖视图。

图8是金属栅的示意图。

图9是金属栅中栅条示意图。

图10是水平极化宽带双锥全向天线天线驻波示意图。

图11是水平极化宽带双锥全向天线天线方位面方向图。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明水平极化宽带双锥全向天线的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。

依据电磁波在理想金属栅情况下传播的电磁特性，当电磁波电场方向与理想金属栅垂直时，电磁波将全透射，反射为零；当电场方向与理想金属栅平行时，电磁波将全反射，透射为零。而对于任一线极化的电磁波，其电场总可以分解为与金属栅垂直的分量和平行的分量，因而会同时发生电磁波透射与反射。如图1所示，e0为电场，e⊥为电场e0分解到与金属栅垂直方向的分量，e//为电场e0分解到与金属栅平行方向的分量，θ为电场e0与金属栅的夹角。

如图2所示，一个理想的多层金属栅极化器是由n个极化栅片和n-1层空气介质构成。图2中，ε0为空气中的介电常数，μ0为空气的磁导率，d为极化栅片之间的间距。每一极化栅片即为具有一定偏转角度的金属栅。

双锥全向天线频带宽、易加工、结构简单的优点，本发明在保证全向天线性能不恶化的前提下，通过在双锥全向天线表面安装多层金属栅极化器，将原本垂直的电场扭转成水平方向，从而实现水平极化。

本发明在完成如图3所示双锥全向天线设计加工的基础上，加装如图4所示金属结构件和图5所示泡沫安装支架。金属结构件用于水平极化宽带双锥全向天线与其他部件固定。泡沫安装支架为圆筒形，其套装在双锥全向天线侧面形成圆形的极化栅片安装基面，圆筒形的泡沫安装支架两侧个具有一个安装护挡，用于保护两个安装护挡之间的极化栅片及泡沫条带。然后在泡沫安装支架安装基准面上依次贴装极化栅片，从而形成多层金属栅极化器，每层极化栅片中间用聚苯乙烯泡沫条带分隔开，如图6所示。

为了将电场从垂直方向扭转成水平方向，需要确定极化栅片的层数、每层极化栅片的偏转角度和极化栅片层与层之间的距离。表1给出了一个具体的实施方式本。

表1每层极化栅片的参数表

本发明根据表1给出的每层极化栅片的长度、宽度、偏转角度、栅条的宽度和间距以及聚苯乙烯泡沫条带的厚度制作出一个具体的水平极化宽带双锥全向天线。制作时，先用504胶将0度偏转角极化栅片粘接到泡沫安装支架的安装基面，再将一层聚苯乙烯泡沫条带粘接在0度偏转角极化栅片表面。重复以上操作步骤将余下11.25度至90度偏转角极化栅片依次逐层粘接，每层极化栅片之间用聚苯乙烯泡沫条带分隔开，制成极化器5共计粘接9层极化栅片和8层聚苯乙烯泡沫条。待胶凝固，多层金属栅极化器与双锥全向天线粘牢。

本发明还对上述制作的水平极化宽带双锥全向天线进行了电性能测试实验，得到如图10和图11所示的相关测试数据。根据图10可以看出，其天线驻波系数在频段内小于2，阻抗匹配好，能量传输效率高。根据图11可以看出，天线方位面方向图在频段内3db波束宽度均为360°全向，从而实现了天线全向的功能。该双锥全向天线能够实现两个倍频程的工作带宽，具有宽带特性，能够在不组阵、无复杂馈电网络的情况下实现单个天线的水平极化全向天线。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种水平极化宽带双锥全向天线，包括双锥全向天线、泡沫安装支架以及由若干极化栅片组成的多层金属栅极化器，多层金属栅极化器中的极化栅片为具有一定偏转角度的金属栅；泡沫安装支架为圆筒形，其套装在双锥全向天线侧面形成圆形的极化栅片安装基面，若干极化栅片依次分层缠绕安装在泡沫安装支架上；每层极化栅片之间安装有泡沫条带。本发明无需组阵、无复杂的馈电网络，具有宽频带，而且为水平极化。

技术研发人员：滕飞;刘辰;叶素珍;李业强;陈玉山
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二三研究所
技术研发日：2016.10.30
技术公布日：2018.05.08