一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩的制作方法

1.本实用新型涉及天线罩的技术领域，尤其涉及一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩。


背景技术：

2.天线罩是保护天线免受外界环境条件（如雨雪、尘埃）影响的壳体结构，需要具有良好的透波特性和机械强度。极化变换器是改变天线极化方向的器件，通常采用周期结构实现，可以将根据实际使用需求改变入射电磁波的极化状态，如将线极化波转化为圆极化波，从而获得极化匹配，提高通信质量。
3.通常极化变换器和天线罩采用独立设计、各自安装的方法，这样通常要求较大的安装空间和独立的安装结构件，这样不仅增加了结构复杂度和重量，还在一定程度上影响了天线系统的可靠性。基于以上原因，中国专利cn112397891a提出了一种集成极化器功能的天线罩的制造方法，该专利对集成极化器的天线罩制造工序进行了详尽的描述；中国专利cn108539428a提出的一种全向辐射的宽带圆极化天线，将空心圆柱形圆极化器置于双锥全向天线的外层，所采用的空心圆柱形圆极化器包括多层同轴的金属曲折线极化栅，实现了将双锥天线辐射的线极化波变换为圆极化波。
4.现有的具有极化变换功能的天线罩大多采用平面结构，能满足抛物面、平板天线等典型的具有平面波前的天线应用场景，然而难以满足具备曲面罩体的应用场景，例如新型微波回程天线；除此之外，现有的极化变换功能的天线罩往往功能较为单一，仅仅能够实现线-圆极化变换或圆-线极化变换，难以满足复杂通信环境下实现任意极化变换的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型目的是提供一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩，在保证足够结构强度时，拥有较低的制造成本和较低的插入损耗，同时通过调整底板和天线罩之间的相对角度，实现不同极化状态的转化，满足不同使用场景的需求。
6.一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩，包括位于泡沫支撑层两侧的第一介质层、第二介质层；在第一介质层、第二介质层的两侧分别印制周期性金属折线栅极化器；天线罩的下部设置回程天线底板，天线罩和回程天线底板之间采用非固定安装的方式，即天线罩能够相对回程天线底板转动。
7.优先的是，本实用新型的金属折线栅极化器共有四层，每层金属曲折线栅尺寸相同。
8.优先的是，本实用新型金属曲折线栅的曲折线单元线宽大于等于0.2mm，曲折线单元垂直方向上周期t取值范围为0.3λ-0.5λ，折线高度h取值范围为0.1λ-0.2λ，金属折线极化栅其u形部分宽度l2和城垛形单元宽度l1比值为0.5。
9.优先的是，本实用新型的回程天线底板上设置步进电机，实现底板和天线罩的相对旋转。
10.优先的是，本实用新型回程天线底板上天线辐射的极化方向和极化栅夹角为0-90
°
时实现线极化至右旋椭圆极化的变换，其中夹角为45
°
时实现线极化至右旋圆极化的变换；夹角为90-180
°
时实现线极化至左旋椭圆极化的变换，其中夹角为135
°
时实现线极化至左旋圆极化的变换；夹角为0
°
或90
°
时出射波仍为线极化。
11.本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：
12.（1）本实用新型的天线罩采用三层结构，上下两层介质板和中间层泡沫支撑板，每层介质板的两侧分别设置周期金属折线极化栅，共计四层极化栅，极化栅的尺寸保持一致，在保证极化变换效果的同时，该种三明治式的结构还能保证足够的结构强度、较低的制造成本和较低的插入损耗。
13.（2）本实用新型的天线罩和回程天线底板之间可以相对转动，可以采用固定天线底板、旋转天线罩或固定天线罩、旋转天线底板两种工作方式。基于经济性和实用性，本发明采用旋转天线底板的方式，通过调整底板和天线罩之间的相对角度，实现不同极化状态的转化，满足不同使用场景的需求。
附图说明
14.图1是本实用新型的整体结构示意图。
15.图2是本实用新型天线罩的剖面结构示意图。
16.图3是本实用新型天线底板和天线罩之间相对转动的示意图。
17.图4是本实用新型的轴比方向图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：
19.如图1、图2所示，一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩，包括位于泡沫支撑层2两侧的第一介质层11、第二介质层12；在第一介质层11、第二介质层12的两侧分别印制周期性金属折线栅极化器；天线罩的下部设置回程天线底板，天线罩和回程天线底板之间采用非固定安装的方式，即天线罩能够相对回程天线底板转动。
20.本实用新型的金属折线栅极化器共有四层，每层金属曲折线栅尺寸相同。金属折线栅极化器的工作原理如下：入射电磁波的电场可以分解为垂直于极化栅和平行于极化栅的两路分量，利用极化栅对两路分量产生的响应不同，从而出射波在矢量合成时可以实现不同极化的转化。为实现通信系统中不同极化变换的需求。
21.本实用新型的金属曲折线栅的曲折线单元线宽大于等于0.2mm，曲折线单元垂直方向上周期t取值范围为0.3λ-0.5λ，折线高度h取值范围为0.1λ-0.2λ，金属折线极化栅其u形部分宽度l2和城垛形单元宽度l1比值为0.5。
22.本实用新型在回程天线底板上设置步进电机，实现底板和天线罩的相对旋转。本实用新型的天线罩和回程天线底板之间采用非固定安装的方式，即天线罩和回程天线底板之间可以相对转动，通过不同的转角实现不同类型的极化变换，可以实现线—圆极化（包括左旋和右旋）转换、线—椭圆极化（包括左旋和右旋）转换，也可以实现线极化直通，满足不同传输条件下的极化匹配要求。
23.本实用新型回程天线底板上天线辐射的极化方向和极化栅夹角为0-90
°
时实现线
极化至右旋椭圆极化的变换，其中夹角为45
°
时实现线极化至右旋圆极化的变换；夹角为90-180
°
时实现线极化至左旋椭圆极化的变换，其中夹角为135
°
时实现线极化至左旋圆极化的变换；夹角为0
°
或90
°
时出射波仍为线极化。将天线底板的极化方向和极化栅方向夹角取45
°
，即实现右旋圆极化，天线的轴比方向图如图4所示。从图中可以看出，采用该天线罩可以实现良好的线圆极化转化。
24.本实用新型将极化器和天线罩有机结合起来，能满足大曲率天线罩的使用需求。采用三明治式结构，在保证良好透波特性、极化变换的电性能前提下，天线罩结构强度高、工艺复杂度低，容易批产。同时采用天线罩和天线底板间相对旋转的工作方式，可以实现不同极化转化的应用需求。


技术特征：
1.一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩，其特征在于包括位于泡沫支撑层（2）两侧的第一介质层（11）、第二介质层（12）；在第一介质层（11）、第二介质层（12）的两侧分别印制周期性金属折线栅极化器；天线罩的下部设置回程天线底板，天线罩和回程天线底板之间采用非固定安装的方式，即天线罩能够相对回程天线底板转动。2.根据权利要求1所述的具有极化变换功能的抛物面型天线罩，其特征在于上述金属折线栅极化器共有四层，每层金属曲折线栅尺寸相同。3.根据权利要求2所述的具有极化变换功能的抛物面型天线罩，其特征在于上述金属曲折线栅的曲折线单元线宽大于等于0.2mm，曲折线单元垂直方向上周期t取值范围为0.3λ-0.5λ，折线高度h取值范围为0.1λ-0.2λ，金属折线极化栅其u形部分宽度l2和城垛形单元宽度l1比值为0.5。4.根据权利要求1所述的具有极化变换功能的抛物面型天线罩，其特征在于上述回程天线底板上设置步进电机，实现底板和天线罩的相对旋转。5.根据权利要求1所述的具有极化变换功能的抛物面型天线罩，其特征在于上述回程天线底板上天线辐射的极化方向和极化栅夹角为0-90
°
时实现线极化至右旋椭圆极化的变换，其中夹角为45
°
时实现线极化至右旋圆极化的变换；夹角为90-180
°
时实现线极化至左旋椭圆极化的变换，其中夹角为135
°
时实现线极化至左旋圆极化的变换；夹角为0
°
或90
°
时出射波仍为线极化。

技术总结
一种具有极化变换功能的抛物面型天线罩，涉及天线罩的技术领域。包括位于泡沫支撑层两侧的第一介质层、第二介质层；在第一介质层、第二介质层的两侧分别印制周期性金属折线栅极化器；天线罩的下部设置回程天线底板，天线罩和回程天线底板之间采用非固定安装的方式，即天线罩能够相对回程天线底板转动。本实用新型在保证足够结构强度时，拥有较低的制造成本和较低的插入损耗，同时通过调整底板和天线罩之间的相对角度，实现不同极化状态的转化，满足不同使用场景的需求。不同使用场景的需求。不同使用场景的需求。


技术研发人员：吴知航 刘正义
受保护的技术使用者：南京星航通信技术有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/6/28