本发明属于深空探测，具体涉及一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线。
背景技术：
1、在月球与深空探测领域，超宽带雷达已经成为非常重要的探测手段，得到了越来越多的应用，为人类研究月球、火星和小行星等地外天体的地质结构、物质构成提供了大量的科学数据。作为超宽带雷达系统的关键组件，宽带天线必须具备工作频带宽、相位线性度高、辐射波形拖尾小等特点；而深空探测中的超宽带天线除了要具备上述特点外，还对天线的小型化、轻量化以及高可靠性都提出了非常高的要求。同时与地球卫星相比，深空探测器天线的主要特点为空间距离远，要求天线辐射效率高，在规定的波束宽度范围内实现尽可能高的增益，同时要承受较地球卫星更严酷的温度环境。而偶极子天线有大带宽，高增益，方向图稳定等良好的辐射特性，所以在无线通信领域得到广泛的应用。
2、随着现代通信技术的快速发展，小型化、宽频带天线成为了通信天线的主流设计方向；其中，使用双极化天线能够通过极化分集和频率复用来有效增加通信容量和减少多径衰落；双极化天线能同时发射或接收两个正交极化的电磁波，因此在同一频带内，双极化天线可以实现两副天线的作用，可缩减天线成本和安装空间，同样满足深空探测领域对天线的需求。
3、巴伦是平衡-不平衡变换器(balanced to unbalanced)的音译，用于将功率相等相位相反的平衡信号转换为单端不平衡信号送至不平衡负载此外，它还能提供阻抗变换功能。正是由于这些特点，使得巴伦在微波技术与天线领域得到了广泛的应用。
4、cn110635250 a公开了一种vhf波段紧耦合平面偶极子阵列天线，阵列天线剖面高度低，仅0.1低频波长，满足了vhf波段阵列天线在机载、星载等平台使用的空间尺寸限制要求，但其平面面积无法缩减，造成发射携带使用上的不方便。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，采用了自身具有弹性的交叉偶极子和寄生振子，并采用磁环巴伦匹配电路，实现了交叉偶极子天线的宽频段、双极化和高增益、轻量化的特性，同时可折展天线满足了深空探测任务体积小，质量轻的要求。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为：
3、一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，包括碳纤维支撑轴5，碳纤维支撑轴5顶部外周连接有固定装置3，固定装置3与交叉偶极子1及交叉偶极子1下方对应设置的寄生振子2相适配连接；碳纤维支撑轴5内顶部设置有双磁环巴伦4。
4、所述固定装置3的正交方向上分别设有连接缝303，且连接缝303两侧分别设有第一螺孔301。
5、所述交叉偶极子1及其下方对应设置的寄生振子2的一端设有与第一螺孔301相适配的第二螺孔302，交叉偶极子1与寄生振子2嵌入连接缝303后，第一螺孔301与第二螺孔302通过相适配的螺栓相连接。
6、所述寄生振子2与交叉偶极子1均采用铍青铜柔性材质，寄生振子2短于交叉偶极子1，寄生振子2与交叉偶极子1平行且间距为0.001λ～0.005λ；谐振频率随着寄生振子2的振子臂的长度缩短而增加。
7、所述碳纤维支撑轴5内部中空，碳纤维支撑轴5内部中间贯穿有同轴线，碳纤维支撑轴5底端通过弹簧铰链6与收纳固定装置7的底座701相连接。
8、所述每个磁环巴伦4包括铁氧体，铁氧体一侧双线缠绕漆包线，另一侧单线缠绕漆包线。
9、所述单线缠绕的漆包线一端与双线缠绕的漆包线中的一根端头相连接合成第一巴伦接头401，单线缠绕的漆包线另一端与双线缠绕的漆包线中的另一根端头相连接合成第二巴伦接头402，且合成第一巴伦接头401的连接线与合成第二巴伦接头402的连接线相互交叉，剩下两根漆包线分别作为第三巴伦接头403和第四巴伦接头404。
10、所述第三巴伦接头403与同轴线内芯连接，第一巴伦接头401与同轴线外皮连接，第二巴伦接头402和第四巴伦接头404分别连接交叉偶极子1同一直线方向的两臂。
11、所述弹簧铰链6上端通过碳纤维支撑轴接口601与碳纤维支撑轴5相连接，下端通过弹簧铰链安装座602与收纳固定装置7的底座701的一侧相连接。
12、所述收纳固定装置7的底座701另一侧设有收纳仓702，收纳仓702的一侧设有锁扣703，锁扣703与解锁装置704相适配且可自动开启。
13、与现有技术相比，本发明的优点：
14、1、本发明可通过采用不同臂宽和臂长的交叉偶极子1以达到天线不同的工作频带；同时谐振频率能够随着寄生振子2的振子臂的长度缩短而增加，增强天线的辐射效率，使天线增益达到5.5db以上。
15、2、本发明针对深空探测任务对于天线重量轻，发射阶段尺寸小的要求，采用碳纤维等轻质材料，同时，交叉偶极子1、寄生振子2及弹簧铰链6均采用柔性材质，使天线添加寄生振子2后仍足以满足探测任务的要求。
16、3、本发明的磁环巴伦4采用宽带巴伦，工作稳定，性能优异，满足深空探测任务所要求的重量轻体积小等要求的同时，损耗较小，插入损耗仅为0.5db，从而使天线获得了较高的辐射效率，此外，磁环巴伦4的铁氧体材质对于太空极端条件具有良好的耐受性。
17、综上所述，由于采用了自身具有弹性的交叉偶极子和寄生振子的同时，采用磁环巴伦匹配电路，因此本发明天线同时实现了交叉偶极子天线的宽频段、双极化和高增益、轻量化的特性，天线可展开折叠，对于深空探测任务满足了体积小，质量轻的要求，解决了传统天线质量与体积较大的问题。
1.一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，包括碳纤维支撑轴(5)，其特征在于：碳纤维支撑轴(5)顶部外周连接有固定装置(3)，固定装置(3)与交叉偶极子(1)及交叉偶极子(1)下方对应设置的寄生振子(2)相适配连接；碳纤维支撑轴(5)内顶部设置有双磁环巴伦(4)。
2.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述固定装置(3)的正交方向上分别设有连接缝(303)，且连接缝(303)两侧分别设有第一螺孔(301)。
3.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述交叉偶极子(1)及其下方对应设置的寄生振子(2)的一端设有与第一螺孔(301)相适配的第二螺孔(302)，交叉偶极子(1)与寄生振子(2)嵌入连接缝(303)后，第一螺孔(301)与第二螺孔(302)通过相适配的螺栓相连接。
4.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述寄生振子(2)与交叉偶极子(1)均采用铍青铜柔性材质，寄生振子(2)短于交叉偶极子(1)，寄生振子(2)与交叉偶极子(1)平行且间距为0.001λ～0.005λ；谐振频率随着寄生振子(2)的振子臂的长度缩短而增加。
5.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述碳纤维支撑轴(5)内部中空，碳纤维支撑轴(5)内部中间贯穿有同轴线，碳纤维支撑轴(5)底端通过弹簧铰链(6)与收纳固定装置(7)的底座(701)相连接。
6.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述每个磁环巴伦(4)包括铁氧体，铁氧体一侧双线缠绕漆包线，另一侧单线缠绕漆包线。
7.根据权利要求6所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述单线缠绕的漆包线一端与双线缠绕的漆包线中的一根端头相连接合成第一巴伦接头(401)，单线缠绕的漆包线另一端与双线缠绕的漆包线中的另一根端头相连接合成第二巴伦接头(402)，且合成第一巴伦接头(401)的连接线与合成第二巴伦接头(402)的连接线相互交叉，剩下两根漆包线分别作为第三巴伦接头(403)和第四巴伦接头(404)。
8.根据权利要求7所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述第三巴伦接头(403)与同轴线内芯连接，第一巴伦接头(401)与同轴线外皮连接，第二巴伦接头(402)和第四巴伦接头(404)分别连接交叉偶极子(1)同一直线方向的两臂。
9.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述弹簧铰链(6)上端通过碳纤维支撑轴接口(601)与碳纤维支撑轴(5)相连接，下端通过弹簧铰链安装座(602)与收纳固定装置(7)的底座(701)的一侧相连接。
10.根据权利要求1所述的所述一种可展开的轻量级vhf波段宽带双极化偶极子天线，其特征在于：所述收纳固定装置(7)的底座(701)另一侧设有收纳仓(702)，收纳仓(702)的一侧设有锁扣(703)，锁扣(703)与解锁装置(704)相适配且可自动开启。