1.本技术涉及天线技术领域，尤其涉及一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线。
背景技术：
2.螺旋天线是一种具有螺旋形状可以辐射圆极化波的天线，由导电性能良好的金属螺旋线组成。它的辐射特性分为法向模辐射和轴向模辐射，当螺旋的直径与波长的比值较小时，螺旋天线工作在法向模状态，在直径和螺距满足一定条件下可以辐射圆极化波。当螺旋的直径较大并且一圈的线长接近一个波长时，该天线工作在轴向模状态，且辐射圆极化波。双极化天线，即同时拥有两种极化的天线，可以分为双圆极化和双线极化。
3.现有的全向双圆极化天线大多是使用馈电网络分别给合成一体的两种圆极化天线端口馈电，从而得到双圆极化，存在尺寸较大及馈电网络复杂的问题。现有双圆极化螺旋天线研究报道较少，申请号为201710238233.9的中国专利公开了小尺寸低仰角全向辐射双圆极化天线，其利用定向耦合器对贴片进行馈电形成两种圆极化辐射，但是辐射方向图是面向卫星通信场景的锥状波束而非在水平全向的波束。还有申请号为201610634955.1的中国专利公开了一种同侧馈电的全向双圆极化天线，虽然实现了双圆极化，但仍存在天线横向尺寸大（0.45λ）、加工难度大、功率分配难以调节、增益仍不够高等问题。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本技术的目的是提供一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线，解决目前的全向双圆极化天线存在隔离度和增益不高、横向尺寸大、结构复杂等问题。
5.为达到上述技术目的，本技术提供了一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线，包括若干个第一全向圆极化螺旋天线单元以及若干个第二全向圆极化螺旋天线单元；所述第一全向圆极化螺旋天线单元与所述第二全向圆极化螺旋天线单元相互交错且共轴阵列设置，且均包括空腔介质层以及多段金属层；多段所述金属层螺旋环绕所述空腔介质层设置；至少一段所述金属层上设有馈电端口；所述第一全向圆极化螺旋天线单元的所述金属层的螺旋方向与所述第二全向圆极化螺旋天线单元的的所述金属层的螺旋方向相反；若干个第一全向圆极化螺旋天线单元之间通过第一馈电网络相互串联或并联；若干个第二全向圆极化螺旋天线单元之间通过第二馈电网络相互串联或并联。
6.进一步地，任意相邻的两个所述空腔介质层之间插设有隔离片。
7.进一步地，所述隔离片为金属片。
8.进一步地，所述空腔介质层呈圆形柱状或方形柱状。
9.从以上技术方案可以看出，本技术设计的共口径全向双圆极化螺旋阵列天线，由不同螺旋方向且小尺寸的第一全向圆极化螺旋天线单元以及第二全向圆极化螺旋天线单元相互交错且共轴阵列设置，以组成两个可独立工作的圆极化阵列天线，使得单元间距可
调范围大，极化隔离度高，阵列增益相比于同体积下的其它设计高。
附图说明
10.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
11.图1为本技术中提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的结构示意图；图2为本技术中提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的第一全向圆极化螺旋天线单元结构示意图；图3为本技术中提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线带有隔离片的结构示意图；图4为本技术中提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的xoy面与xoz面的归一化方向图；图5为本技术中提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的xoy面的轴比图；图中：1、空腔介质层；2、金属层；3、馈电端口；100、第一全向圆极化螺旋天线单元；200、第二全向圆极化螺旋天线单元；300、隔离片。
具体实施方式
12.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术实施例保护的范围。
13.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
14.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
15.本技术实施例公开了一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线。
16.请参阅图1、图2、图4以及图5，本技术实施例中提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的一个实施例包括：若干个第一全向圆极化螺旋天线单元100以及若干个第二全向圆极化螺旋天线单元200。
17.第一全向圆极化螺旋天线单元100与第二全向圆极化螺旋天线单元200相互交错
且共轴阵列设置，也即是第一全向圆极化螺旋天线单元100的中心轴线与第二全向圆极化螺旋天线单元200中心轴线重合，沿共同轴线方向交错阵列设置，且均包括空腔介质层1以及多段金属层2，该金属层2也即是常用天线制备的薄金属层结构，不做赘述。交错设置能够避免出现单元重叠和非常接近等情况，进而发生第一全向圆极化螺旋天线单元100以及第二全向圆极化螺旋天线单元200形成的两个天线之间的耦合干扰强烈，导致两个天线无法独立良好工作。本技术的第一全向圆极化螺旋天线单元100以及第二全向圆极化螺旋天线单元200形成的两个天线占用几乎同一样的空间（体积、空腔介质等），只有最末端的单元稍有错位，以实现共口径特点。
18.多段金属层2螺旋环绕空腔介质层1设置，以此可以形成多个螺旋段，多个螺旋段的直径d均相同，而任意一相邻的螺旋段之间的距离g与任意另一相邻的螺旋段之间的距离g可以是相同或不同，也即是多段金属层2可以是等距分布或不等距分布。
19.第一全向圆极化螺旋天线单元100的金属层2的螺旋方向与第二全向圆极化螺旋天线单元200的的金属层2的螺旋方向相反；也即是第一全向圆极化螺旋天线单元100与第二全向圆极化螺旋天线单元200是旋向不同的全向圆极化螺旋天线单元，这样阵列组合后即可形成双圆极化螺旋阵列天线，其中第一全向圆极化螺旋天线单元100可以是右旋圆极化天线单元，而第二全向圆极化螺旋天线单元200可以是左旋圆极化天线单元。
20.第一全向圆极化螺旋天线单元100以及第二全向圆极化螺旋天线单元200上至少一段金属层2上设有馈电端口3。
21.若干个第一全向圆极化螺旋天线单元100之间通过第一馈电网络相互串联或并联，形成一圆极化天线阵列。若干个第二全向圆极化螺旋天线单元200之间通过第二馈电网络相互串联或并联，形成另一圆极化天线阵列。该第一馈电网络与第二馈电网络可以是常见的等幅同相的串馈、并馈等结构，不做限制。
22.将本技术这一设计的阵列天线进行测试（四个右旋圆极化天线单元+四个左旋圆极化天线单元情况下），如图4以及图5所示，该阵列天线在垂直于轴线的面（xoy）能够较好的形成全向辐射，且轴比小于3db，为圆极化波。而且在一个圆极化天线阵列包含4个圆极化天线单元的时候（也即是该阵列天线一共具有八个圆极化天线单元的时候）可实现约7.8dbi的增益，也即是四个左旋圆极化天线单元一起实现7.8dbi增益，另四个右旋圆极化天线单元一起实现7.8dbi增益，优于现有的设计。另外，得益于小尺寸单元化设计，两个圆极化天线阵列总端口之间的隔离度优于30db，相比于现有设计也具有优势。需说明的是，30db的隔离度是指四个右旋圆极化天线单元为一个整体和四个左旋圆极化天线单元为一个整体之间的隔离度。需说明的是，进行天线仿真前，需建立相应坐标系。本技术将第一全向圆极化螺旋天线单元100的中心轴线和/或第二全向圆极化螺旋天线单元200中心轴线方向定义为z轴，再在z轴上设置o点，之后在垂直于z轴并经过该o点的一面上设置x轴、y轴，从而完成坐标系建立。基于这一建立的坐标系进行天线仿真，最终得到图4以及图5的仿真结果。
23.再者，由于设计的第一全向圆极化螺旋天线单元100以及第二全向圆极化螺旋天线单元200在高度方向上尺寸小，这样单元之间的间距h可调范围也就变大，因此，单元之间的间距h可以根据实际阵列的间距需求而调整。全向双极化阵元间距一般在0.5波长以下，而最小间距由单元尺寸决定，以单元高度约为0.07波长为例，那么阵列间距可以在0.07波
长到0.5波长范围内调整。再者以其它设计的单元尺寸为例，比如0.3波长，那么阵列间距可选的范围就0.3-0.5波长之间。
24.从以上技术方案可以看出，本技术设计的共口径全向双圆极化螺旋阵列天线，由不同螺旋方向且小尺寸的第一全向圆极化螺旋天线单元100以及第二全向圆极化螺旋天线单元200相互交错且共轴阵列设置，以组成两个可独立工作的圆极化阵列天线，使得单元间距h可调范围大，极化隔离度高，阵列增益相比于同体积下的其它设计高。
25.以上为本技术实施例提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的实施例一，以下为本技术实施例提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线的实施例二，具体请参阅图1至图3。
26.基于上述实施例一的方案：进一步地，第一全向圆极化螺旋天线单元100以及第二全向圆极化螺旋天线单元200中的每个天线单元都可以通过旋转的方法进一步提升隔离度。
27.进一步地，任意相邻的两个空腔介质层1之间插设有隔离片300。通过在单元间插入隔离片300的方法可以进一步提升隔离度。
28.具体地，隔离片300为具有旋转对称结构特性的金属金属片、金属环等。经过测试，增加了隔离片300的设计能够在原基础上提升3db以上隔离度。
29.进一步地，空腔介质层1呈圆形柱状或方形柱状，当然还可以是其它不规则形状，不做限制。
30.以上对本技术所提供的一种共口径全向双圆极化螺旋阵列天线进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。