一種水平全方向輻射的圓極化天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水平全方向輻射的圓極化天線,包括水平極化偶極子天線陣、垂直極化單極子天線和功分網(wǎng)絡(luò)，本實用新型的輻射方向是一種面向水平面的全向天線，其方向圖類似一種蘋果形狀，本實用新型與傳統(tǒng)的垂直輻射方向天線不同，其發(fā)射和接收的信號為水平方向，可用于地面通信，同時，由于圓極化天線可以接收各種極化方向的電磁波，因此，本實用新型在水平地波通信中優(yōu)勢明顯。
【專利說明】-種水平全方向福射的圓極化天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種水平全方向福射的圓極化天線，屬于天線設(shè)計和制造技術(shù) 領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，傳統(tǒng)的全向圓極化天線從其原理上來看，主要是分W下兩類：
[0003] 1.采用多個圓極化天線單元的排列組合，每個圓極化天線單元覆蓋一定的方向 角，該樣多個單元通過一定的方式組合起來，實現(xiàn)全向的圓極化。
[0004] 2.采用具有全向福射特性的天線，通過饋入圓極化波或其他方式，實現(xiàn)天線的全 向圓極化。第一種類型的天線W導(dǎo)彈上應(yīng)用的共形圓極化天線居多。第二種天線，還包括： (1)單繞軸向模螺旋天線；（2)沿軸向加載有等幅而相位正交的電流交叉的^偶極子產(chǎn)生的 軸向圓極化天線；（3)由兩根同相交叉偶極子在空間相隔^所組成的圓極化天線。 4
[0005] 上述該些傳統(tǒng)的天線都是圓極化天線，天線結(jié)構(gòu)簡單，由于都是與衛(wèi)星進行通信， 因此天線的方向圖都是軸向的，即在天線的豎直方向上增益最大。
[0006] 目前，大多數(shù)傳統(tǒng)的圓極化天線都是垂直方向發(fā)射或接收信號的，其福射方向是 垂直于水平面的W方便接收衛(wèi)星的信號，其方向圖的主瓣垂直于天線的水平面。
[0007] 例如，申請?zhí)枮镃N201420248500. 2的專利公開了一種天線，其天線本體包括接地 部、自接地部延伸的第一連接部與第二連接部及自第一連接部與第二連接部分別延伸的第 一臂部與第二臂部，第一臂部包括自第一連接部沿水平方向朝向第二連接部延伸的第一橫 臂、自第一橫臂沿豎直方向朝向接地部延伸的第一豎臂及自第一豎臂沿水平方向朝向第二 連接部延伸的第二橫臂，第一臂部與接地部之間形成第一間隙，第二臂部包括自第二連接 部沿豎直方向遠離接地部延伸的第二豎臂及自第二豎臂沿水平方向朝向第一連接部延伸 的第S橫臂，第S橫臂與第二橫臂之間形成第二間隙，第二橫臂位于第S橫臂與接地部之 間，第二豎臂的自由末端為信號饋入點。
[000引例如，申請?zhí)枮镃N201320882403. 4的專利公開了一種天線，包括；接地層、寬帶福 射元件、饋送件W及接地腿部，其中，該寬帶福射元件安裝在接地層上并且包括饋送點，該 饋送點具有第一阻抗，該饋送件用于在饋送點處饋送寬帶福射元件，該饋送件具有第二阻 抗，該接地腿部在寬帶福射元件與接地層之間延伸W將第一阻抗阻抗匹配至第二阻抗，該 接地腿部W電容的方式禪合至寬帶福射元件。
[0009] 目前傳統(tǒng)的垂直方向福射天線結(jié)構(gòu)一般有幾種；一是采用微帶結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)生圓極 化的特性，在微帶貼片天線上切去對角；二是采用螺旋天線或螺旋天線陣的結(jié)構(gòu)。 實用新型內(nèi)容
[0010] 本實用新型的目的在于提供一種能夠克服上述技術(shù)問題的水平全方向福射的圓 極化天線。
[0011] 本實用新型的一種水平方向福射的圓極化天線用于接收和發(fā)射與此天線位于同 一水平面的發(fā)射和接收信號，本實用新型的一種水平方向福射的圓極化天線的工作頻段為 L頻段，在本實用新型的實施例中為1.6GHz，帶寬40MHz。本實用新型的天線為一種正方體 結(jié)構(gòu)，分別由=部分組成，即水平極化偶極子天線陣、垂直極化單極子天線W及功分網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)天線極化理論，兩種等幅而相位正交的水平極化和垂直極化的天線合成為圓極化天 線，所W，本實用新型天線的方向圖與單極子天線的方向圖相似，是水平全向天線，其作用 是接收或發(fā)射水平方向的圓極化波信號。
[0012] 本實用新型用于發(fā)射和接收水平方向信號，本實用新型為一種正方體結(jié)構(gòu)，本實 用新型由=部分組成，本實用新型包括連接在一起的水平極化偶極子天線陣、垂直極化單 極子天線和功分網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)不同的使用要求能夠?qū)⑻炀€設(shè)計成不同頻率，不同極化（左旋 圓極化或右旋圓極化）的天線。
[0013] 本實用新型天線的福射方向是一種面向水平面的全向天線，本實用新型與傳統(tǒng)的 垂直福射方向天線不同，其發(fā)射和接收的信號為水平方向，能夠用于地面通信，同時，由于 圓極化天線能夠接收各種極化方向的電磁波，因此，本實用新型在水平地波通信中優(yōu)勢明 顯〇

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型一實施例的圓極化天線陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實用新型一實施例的圓極化天線的功分網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3是本實用新型一實施例的圓極化天線陣中的水平極化偶極子的天線單元的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4是本實用新型一實施例的四端口水平極化天線陣的方向示意圖；
[0018] 圖5是本實用新型一實施例的圓極化天線的回波損耗S11的示意圖；
[0019] 圖6是本實用新型一實施例的圓極化天線的軸比的示意圖；
[0020] 圖7是本實用新型一實施例的圓極化天線的方向示意圖；
[002"1] 其中，圖7(a)為1600MHz圓極化天線Z-X面的方向圖，圖7(b)為1600MHz圓極化 天線X-Y面的方向圖）；
[0022] 圖8是本實用新型一實施例的圓極化天線陣的詳細結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 其中，1-介質(zhì)基板；2-水平極化偶極子天線單元；3-水平極化偶極子天線單 元；4-水平極化偶極子天線單元；5-水平極化偶極子天線單元；6-垂直極化單極子天線； 7-垂直極化單極子天線饋點；8-垂直極化單極子天線接地板；9-水平極化偶極子饋電點； 10-水平極化偶極子饋電點；11-水平極化偶極子饋電點；12-水平極化偶極子饋電點；
[0024] 圖9是本實用新型一實施例的圓極化天線功分網(wǎng)絡(luò)的詳細說明圖；
[0025] 其中，13-圓極化天線輸入輸出接口；14-連接垂直極化天線的接口；15-連接水平 極化天線的接口； 16-連接水平極化天線的接口； 17-連接水平極化天線的接口； 18-連接 水平極化天線的接口；
[0026] 圖10是本實用新型一實施例的圓極化天線中水平極化偶極天線單元的詳細說明 圖；
[0027] 其中，19-水平偶極子天線單元臂；20-通孔；21-天線單元饋電線；22-水平偶極 子天線單元臂；23-水平偶極子天線單元己倫；24-天線介質(zhì)基板；25-天線接地板。

【具體實施方式】
[002引下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細描述。
[0029] 本實用新型是一種接收和發(fā)射水平方向極化波的圓極化天線；本實用新型由S部 分組成，包括連接在一起的水平極化偶極子天線陣、垂直極化單極子天線和功分網(wǎng)絡(luò)。所述 水平極化偶極子天線陣和所述垂直極化單極子天線的結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述功分網(wǎng)絡(luò)如圖 2所示，圖3為圓極化天線陣中的水平極化偶極子的天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖8為實用新型一實施例的圓極化天線陣的詳細結(jié)構(gòu)示意圖，圖8中，2、3、4、5為 四個水平極化的微帶偶極子天線，天線的正方形基板為FR4材質(zhì)，四個水平極化的微帶偶 極子天線W正方形基板為中屯、，分布在正方形基板的四個邊方向上。該種天線的排列方式 相當(dāng)于一個圓陣，因此，四個水平極化的微帶偶極子天線組成一個全向的水平極化天線陣， 其方向圖如圖4所示。四個水平極化的微帶偶極子天線的饋點分別為9、10、11、12。
[0031] 圖8中，正方形天線陣的中屯、是垂直極化的的單極子天線，其中，7為垂直極化 天線本體，8為垂直極化天線的接地部分。
[0032] 水平極化天線陣與垂直極化天線通過功分網(wǎng)絡(luò)（如圖9所示）連接，最后通過圖 9中的饋點13輸出/輸入。
[0033] 功分網(wǎng)絡(luò)形成圓極化天線的工作原理依據(jù)是：在獲得圓極化波，通過兩矢量進行 合成，并且兩矢量必須振幅相等、空間正交，其間的相位差相差90°。
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種水平全方向輻射的圓極化天線，其特征在于，包括連接在一起的水平極化偶極 子天線陣、垂直極化單極子天線和功分網(wǎng)絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平全方向輻射的圓極化天線，其特征在于，所述水平 全方向輻射的圓極化天線為一種正方體結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平全方向輻射的圓極化天線，其特征在于，所述水平 全方向福射的圓極化天線為水平全向天線。
【文檔編號】H01Q1/36GK204243180SQ201420784671
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】焦勝才, 王嘯, 周郭飛, 楊宏, 綦振祿 申請人:公安部第一研究所, 北京中盾安全技術(shù)開發(fā)公司