領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]下面通過具體實施例,對發(fā)明進行詳細說明。
[0037]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種圓極化天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖,如圖1所示,所述圓極化天線由一塊長方體形狀的介質(zhì)基板、位于介質(zhì)基板頂層的第一金屬鍍層和位于介質(zhì)基板底層的第二金屬鍍層構(gòu)成。所述介質(zhì)基板上開設(shè)有第一排金屬通孔和第二排金屬通孔兩排金屬通孔,所述金屬通孔貫穿所述介質(zhì)基板、第一金屬鍍層和第二金屬鍍層;
[0038]第一金屬鍍層開設(shè)有第一漸變縫隙,第二金屬鍍層開設(shè)有第二漸變縫隙,所述第一漸變縫隙和第二漸變縫隙位于所述介質(zhì)基板的發(fā)射端,關(guān)于yoz平面對稱,且位于第一排金屬通孔和第二排金屬通孔之間;所述第一漸變縫隙包含第一漸變縫隙左側(cè)漸變線及第一漸變縫隙右側(cè)漸變線;其中坐標原點O為所述圓極化天線饋電端的中心點,X軸為所述介質(zhì)基板的寬度方向,y軸為所述介質(zhì)基板的厚度方向,ζ軸為所述介質(zhì)基板的長度方向。
[0039]在本發(fā)明實施例中,所述第一金屬鍍層和第二金屬鍍層均采用銅箔表面鍍金,以防止銅箔氧化而影響天線的電性能及輻射性能;所述金屬通孔的內(nèi)壁中有金屬鍍層,由銅箔表面鍍金構(gòu)成。
[0040]所述圓極化天線通過饋電端連接饋電設(shè)備后,天線中的電流分布如圖1所示,所述圓極化天線沿第一漸變縫隙和第二漸變縫隙的電流在遠區(qū)場產(chǎn)生X方向的電場,沿金屬通孔的電流在遠區(qū)場產(chǎn)生y方向的電場。所述圓極化天線具有圓極化特性,也就是所述圓極化天線中的電流在遠場區(qū)產(chǎn)生的X方向的電場和y方向的電場的幅度相等且相位差為90度。所述第一排金屬通孔中的每個金屬通孔的幾何中心與所述第二排金屬通孔中對應的每個金屬通孔的幾何中心之間的距離,是所述圓極化天線中的電流在遠場區(qū)產(chǎn)生的X方向的電場和y方向的電場的相位差為90度時對應的距離;所述第一漸變縫隙的左側(cè)漸變線及右側(cè)漸變線的斜率,是所述圓極化天線中的電流在遠場區(qū)產(chǎn)生的X方向的電場和y方向的電場的幅度相等時對應的斜率;所述第一漸變縫隙和第二漸變縫隙的寬度沿ζ軸正方向逐漸增大,所述第一漸變縫隙寬度最大的一端與所述介質(zhì)基板位于發(fā)射端的一條邊重合,且所述最大寬度使所述第一漸變縫隙與所述圓極化天線在真空中的波阻抗匹配,從而保證所述圓極化天線正常工作;所述第一漸變縫隙的最小寬度大于O。
[0041]應用本發(fā)明實施例,所述圓極化天線,包括介質(zhì)基板、位于該介質(zhì)基板頂層的第一金屬鍍層和位于該介質(zhì)基板底層的第二金屬鍍層,通過在所述介質(zhì)基板上開設(shè)有貫穿所述介質(zhì)基板、第一金屬鍍層和第二金屬鍍層的第一排金屬通孔和第二排金屬通孔;所述第一金屬鍍層開設(shè)有第一漸變縫隙,第二金屬鍍層開設(shè)有第二漸變縫隙,其中所述第一漸變縫隙和第二漸變縫隙關(guān)于yoz平面對稱,且位于第一排金屬通孔和第二排金屬通孔之間,使所述圓極化天線沿漸變縫隙的電流在遠場區(qū)產(chǎn)生X方向的電場,沿金屬通孔的電流在遠場區(qū)產(chǎn)生y方向的電場,且X方向的電場和y方向的電場的幅度相等,相位差為90度。因此,所述圓極化天線具有圓極化特性和較強的抗干擾能力。
[0042]在本發(fā)明的一個實施方式中,所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔的長度與所述介質(zhì)基板的長度相同,也就是所述介質(zhì)基板位于發(fā)射端的一條邊為所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔中對應的一對金屬通孔外圓的切線,所述介質(zhì)基板位于饋電端的一條邊為所述所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔中對應的另一對金屬通孔外圓的切線。
[0043]如圖1所示,所述圓極化天線包含的第一排金屬通孔和第二排金屬通孔的長度與所述介質(zhì)基板的長度相同時,所述介質(zhì)基板及兩排金屬通孔構(gòu)成介質(zhì)集成波導結(jié)構(gòu),介質(zhì)集成波導結(jié)構(gòu)是介于微帶與波導之間的一種傳輸結(jié)構(gòu),同時具有微帶頻帶寬和波導能夠傳輸高頻的優(yōu)點,并且基于該結(jié)構(gòu)的所述圓極化天線具有較小的體積,易于集成。
[0044]基于圖1對應的實施例,在本發(fā)明的一個實施例中,當所述第一排金屬通孔的長度和第二排金屬通孔的長度與所述介質(zhì)基板長度不相同時,所述圓極化天線還包括:第一金屬鍍層上位于饋電端的饋電結(jié)構(gòu)。
[0045]所述饋電結(jié)構(gòu)包括:
[0046]預設(shè)寬度的微帶線和漸變微帶線,其中所述微帶線和漸變微帶線關(guān)于yoz平面對稱,其中,所述預設(shè)寬度是所述微帶線的特性阻抗為50Ω時對應的微帶線的寬度;
[0047]所述微帶線的一端與所述介質(zhì)基板位于饋電端的一條邊重合,所述微帶線的另一端與漸變微帶線的一端連接,漸變微帶線的另一端與所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔與所述發(fā)射端距離最遠的一對對應通孔外圓的切線重合。
[0048]圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種圓極化天線的立體結(jié)構(gòu),如圖2所示,所述圓極化天線中的第一排金屬通孔和第二排金屬通孔的長度小于所述介質(zhì)基板的長度,此時,所述圓極化天線的饋電結(jié)構(gòu)由微帶線和漸變微帶線構(gòu)成。所述微帶線的特性阻抗由微帶線的寬度決定,選擇特性阻抗為50 Ω時對應的微帶線的寬度,可以使所述圓極化天線與發(fā)射機的連接處沒有反射,減小饋電損耗;所述漸變微帶線一端連接50 Ω微帶線,一端連接金屬通孔端的金屬鍍層,使兩者在工作頻段內(nèi)實現(xiàn)阻抗匹配。
[0049]在本發(fā)明的一個實施例中,所述漸變微帶線的形狀為等腰梯形,上底位于所述金屬通孔端,下底位于所述微帶線端。
[0050]所述漸變微帶線連接金屬通孔端的金屬鍍層與微帶線,其作用是使開有所述漸變縫隙的介質(zhì)集成波導與微帶線在工作頻段實現(xiàn)阻抗匹配。所述漸變微帶線的形狀可以為梯形,或者以曲線形式的漸變形狀,所述漸變微帶線的形狀可以根據(jù)需要進行選擇。在本發(fā)明實施例中,為了便于加工,較佳的,所述漸變微帶線的形狀為等腰梯形。
[0051]所述圓極化天線可以為左旋圓極化天線,也可以為右旋圓極化天線。圖1所示的為右旋圓極化天線。在所述圓極化天線中,所述第一漸變縫隙通過的電流在遠區(qū)X方向產(chǎn)生電場,第二漸變縫隙中通過的電流也在遠區(qū)X方向產(chǎn)生電場,二者在X方向的合成電場為第一合成電場;所述第一排金屬通孔中通過的電流在遠區(qū)y方向產(chǎn)生電場,第二排金屬通孔中通過的電流也在遠區(qū)y方向產(chǎn)生電場,二者在y方向的合成電場為第二合成電場;所述圓極化天線在遠區(qū)產(chǎn)生的電場為第一合成電場和第二合成電場的合成電場。
[0052]具體的,所述左旋圓極化天線具有較好的左旋圓極化特性,所述右旋圓極化天線具有較好的右旋圓極化特性。
[0053]在所述右旋圓極化天線中,如圖1所示,在四分之一介質(zhì)波長處,通過所述第一漸變縫隙的電流與通過所述第二漸變縫隙的電流均取得最小值接近于零,第一合成電場可視為取得X方向的零點;通過所述第一排金屬通孔的電流與所述第二排金屬通孔的電流均取得最大值,且第二合成電場的方向為y的負方向(y的負方向如圖1所示);因此,在四分之一介質(zhì)波長處,所述右旋圓極化天線在遠區(qū)產(chǎn)生的電場的方向為y的負方向。在二分之一介質(zhì)波長處,所述第一漸變縫隙右側(cè)漸變縫隙斜率絕對值小于左側(cè)漸變縫隙斜率絕對值,所述第二漸變縫隙左側(cè)漸變縫隙斜率絕對值小于右側(cè)漸變縫隙斜率絕對值,通過所述第一漸變縫隙的電流與通過所述第二漸變縫隙的電流均取得最大值,且第一合成電場的方向為X的負方向(X的正方向如圖1所示);通過所述第一排金屬通孔的電流與所述第二排金屬通孔的電流均取得最小值接近于零,第二合成電場可視為取得y方向的零點;因此,在二分之一介質(zhì)波長處,所述右旋圓極化天線在遠區(qū)產(chǎn)生的電場的方向為X的負方向。以此類推,在四分之三介質(zhì)波長處,所述右旋圓極化天線在遠區(qū)產(chǎn)生的電場的方向為y的正方向;在一個介質(zhì)波長處,所述右旋圓極化天線在遠區(qū)產(chǎn)生的電場的方向為X的正方向。這樣,在一個介質(zhì)波長內(nèi),所述右旋圓極化天線在遠區(qū)產(chǎn)生的電