專利名稱：雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對平面衛(wèi)星天線的改進(jìn)，具體涉及雙圈極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線中用一個天線同時接收左旋圓極化信號和右旋圓極化信號。
本實(shí)用新型作出以前，世界各國所采用的直播衛(wèi)星信號的極化方式有單極化和雙極化，雙極化又分水平極化垂直極化和左旋極化右旋極化，后者又稱為雙圓極化；雙圓極化通常采用帶圓極化器的拋物面天線接收。通常在單層徑向波導(dǎo)圓極化縫隙陣天線中為了獲得最大增益，縫隙陣耦合迭加而成的天線口面場為均勻分布，因而，縫隙長度沿徑向向外分布規(guī)律為由小變大，如中國專利ZL95235509.4所公開的內(nèi)容所示。這樣一來，用同一個圓極化縫隙陣就不可能同時滿足兩種圓極化波的耦合條件。
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種采用折衷耦合，平均分配兩路信號能實(shí)現(xiàn)同時接收兩路信號的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的；一種雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，包括外罩、探針、金屬底板、單層徑向波導(dǎo)，其中單層徑向波導(dǎo)包括保護(hù)層、單面金屬化處理膜撓性板和慢波介質(zhì)層；a、該平面天線設(shè)立上下兩層徑向波導(dǎo)，用金屬隔板互相隔離；b、該平面天線的單面金屬化處理膜撓性板金屬膜面上的圓極化縫隙對陣中的縫隙長度L的變化和徑向分布縫隙單元之間徑向距離Sρ的變化產(chǎn)生鄰界，鄰界點(diǎn)兩邊縫隙對數(shù)量相等；c、該平面天線的探針設(shè)置成內(nèi)外兩層，內(nèi)導(dǎo)體耦合上層波導(dǎo)信號，外導(dǎo)體耦合下層波導(dǎo)信號；d、該平面天線的金屬底板外緣連接截面是雙折角的雙層折角徑向波導(dǎo)，該雙層折角徑向波導(dǎo)的另一邊連接撓性板，金屬隔板與雙層折角徑向波導(dǎo)有間隙。
所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該平面天線圓極化縫隙陣縫隙長度L由小變大再由大變小，徑向縫隙對之間的距離Sρ由大變小再由小變大。
所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該平面天線圓極化縫隙陣縫隙長度L由7.9mm逐漸均勻增大到9.8mm，再逐漸均勻減小到9.3mm。
所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該平面天線圓極化縫隙陣之間的距離Sρ由21.2mm逐漸均勻減小到19.4mm，再逐漸均勻增加到20.9mm。
所述的雙圈極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該平面天線的雙層徑向波導(dǎo)是在慢波介質(zhì)下又設(shè)立一個保護(hù)層，中間用金屬隔板隔離。
所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該天線探針是套筒狀結(jié)構(gòu)。
所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該平面天線的雙層折角徑向波導(dǎo)折角θ＝45°，下層折角斜邊與上層折角斜邊之間有一垂直段，垂直段長度h為0.2×(h1+h2)，h1、h2分別為上下層徑向波導(dǎo)的高度。
所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線的一種改進(jìn)是，該平面天線的金屬隔板與雙層折角徑向波導(dǎo)的垂直段之間的環(huán)形間隙是3～5mm。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本實(shí)用新型的雙圓極化縫隙陣采用折衷耦合，平均分配增益。既縫隙陣長度沿徑向向外分布規(guī)律由小變大再由大變小，而單元之間徑向距高則由大變小再由小變大，且轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩邊的縫隙數(shù)目相等。對每一路信號來說，其終端信號強(qiáng)度衰減約20，達(dá)到要求。
2、本實(shí)用新型采用互相隔離的雙層徑向波導(dǎo)，便于左旋圓極化信號和右旋圓極化信號各自獨(dú)立的傳導(dǎo)，使該天線能夠?qū)崿F(xiàn)雙輸出。
3、本實(shí)用新型采用雙層折角徑向波導(dǎo)，并且上層折角與下層折角之間有垂直段，同時雙層折角與金屬薄膜隔板之間有適當(dāng)寬度的環(huán)形間隙。這種結(jié)構(gòu)使下層徑向波導(dǎo)到上層徑向波導(dǎo)之間有良好的匹配。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的圓極化縫隙對陣的布局結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一個實(shí)施例雙圓極化縫隙對單元的布局位置示意圖。
如圖1、圖2所示，該雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，口面形狀是圓型，其直徑是Φ450mm，該平面天線底部是鋁制金屬底板9，探針1設(shè)置于金屬底板中央，金屬底板上層是雙層徑向波導(dǎo)包括10mm厚的聚苯乙烯泡沫板制成的保護(hù)層5、，保護(hù)層5上面是0.1mm厚的導(dǎo)電金屬制成的金屬薄膜隔板6，金屬隔板6上面是5mm厚的聚乙烯低發(fā)泡制成的慢波介質(zhì)4，慢波介質(zhì)上層是單面金屬化處理膜撓性板2，該單面銅膜上有按阿基米行德螺旋線軌跡布設(shè)的圓極化縫隙對陣，撓性板2上面是10mm厚的聚苯乙烯泡沫板制成保護(hù)層7，金屬底板9邊緣連接用于使輸出的兩路信號匹配的雙層折角徑向波導(dǎo)3，該雙層折角徑向波導(dǎo)的橫截面有兩個折角，形似側(cè)倒的梯形，雙折角的另一邊連接撓性板2；塑料外罩8將整個天線罩起。其中，雙折角徑向波導(dǎo)上下兩端都有向內(nèi)彎折θ＝45°的兩個斜邊。下層折角斜邊高度本實(shí)施例選用8mm，上層折角選用4mm，同時折角θ＝45°。上層折角斜邊與下層折角斜邊之間有一段垂直段，垂直段長度h為0.2×(h1+h2)，其中h1、h2分別為上下層徑向波導(dǎo)的高度。本實(shí)施例上層徑向波導(dǎo)是5mm，下層徑向波導(dǎo)是10mm，所以垂直段長度是3mm。金屬隔板與雙層折角徑向波導(dǎo)的垂直段之間有縫隙，該環(huán)形同隙是3～5mm。該平面天線的探針是內(nèi)外兩層本實(shí)施例采用狀似套筒的結(jié)構(gòu)，套筒之間填充的傳導(dǎo)介質(zhì)，探針直徑1mm，介質(zhì)套直徑3.3mm，外導(dǎo)體直徑3.6mm，外導(dǎo)體與金屬底板9導(dǎo)通。
如圖3所示，該平面天線的圓極化縫隙對陣，諸個內(nèi)側(cè)縫隙Li的中點(diǎn)In分布在該阿基米德螺旋線的軌跡上，而諸個外側(cè)縫隙Lo的中點(diǎn)On則在其各點(diǎn)對應(yīng)的內(nèi)側(cè)縫隙Li的中點(diǎn)In所在螺旋線之外，且對應(yīng)的外側(cè)縫隙的內(nèi)側(cè)縫隙之間的距離相等，關(guān)系式是I1O1＝I2O2……＝InOn。同時諸縫隙的徑向距ρ0、ρ1之間地關(guān)系式ρ0-ρ1＜λg/4(λg為波導(dǎo)內(nèi)等效波導(dǎo)長度)。本實(shí)施例采用687對縫隙對，每條縫隙的長度L則根據(jù)由小變大再由大變小的原則，同時轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩側(cè)縫隙相等。所以本施例的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是第343對和第344對；由第1對的7.9mm開始逐漸等量的增大到第343對和第343對的9，8mm，再逐漸等量的減小到第687對9.3mm。同時，每圈縫隙對之間的距離Sρ根據(jù)由大減小再由小變大的原則，從第1圈和第2圈之間的21.2mm，減小到19.4mm，再增大到20.9mm。
當(dāng)該平面天線接收信號時左旋圓極化信號沿單面金屬化處理膜撓性板和慢波介質(zhì)傳入探針內(nèi)筒，再由探針內(nèi)筒輸出。而右旋圓極化信號則延慢波介質(zhì)經(jīng)過雙層折角徑向波導(dǎo)匹配后通過保護(hù)層中的孔傳入探針的外筒，再由探針外筒輸出。
權(quán)利要求1.一種雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，包括外罩(8)、探針(1)、金屬底板(9)、單層徑向波導(dǎo)，其中單層徑向波導(dǎo)包括保護(hù)層(7)、單面金屬化處理膜撓性板(2)和慢波介質(zhì)層(4)；其特征在于a、該平面天線設(shè)立上下兩層徑向波導(dǎo)，用金屬隔板(6)互相隔高；b、該平面天線的單面金屬化處理膜撓性板金屬膜面上的圓極化縫隙對陣中的縫隙長度L的變化和徑向分布縫隙單元之間徑向距離Sρ的變化產(chǎn)生鄰界，鄰界點(diǎn)兩邊縫隙對數(shù)量相等；c、該平面天線的探針設(shè)置成內(nèi)外兩層，內(nèi)導(dǎo)體耦合上層波導(dǎo)信號，外導(dǎo)體耦合下層波導(dǎo)信號；d、該平面天線的金屬底板(9)外緣連接截面是雙折角的雙層折角徑向波導(dǎo)(3)，該雙層折角徑向波導(dǎo)的另一邊連接撓性板(2)，金屬隔板(6)與雙層折角徑向波導(dǎo)有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該平面天線圓極化縫隙陣縫隙長度L由小變大再由大變小，徑向縫隙對之間的距離Sρ由大變小再由小變大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該平面天線圓極化縫隙陣縫隙長度L由7.9mm逐漸均勻增大到9.8mm，再逐漸均勻減小到9.3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該平面天線圓極化縫隙陣之間的距高Sρ由21.2mm逐漸均勻減小到19.4mm，再逐漸均勻增加到20.9mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該平面天線的雙層徑向波導(dǎo)是在慢波介質(zhì)下又設(shè)立一個保護(hù)層(5)，中間用金屬隔板(6)隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該天線探針是套筒狀結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該平面天線的雙層折角徑向波導(dǎo)折角θ＝45°，下層折角斜邊與上層折角斜邊之間有一垂直段，垂直段長度h為0.2(h1+h2)，h1、h2分別為上下層徑向波導(dǎo)的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線，其特征在于該平面天線的金屬隔板與雙層折角徑向波導(dǎo)的垂直段之間的環(huán)形間隙是3～5mm。
專利摘要本實(shí)用新型是一種雙圓極化縫隙陣徑向波導(dǎo)平面天線,包括外罩、探針、金屬底板、單層徑向波導(dǎo),其中單層徑向波導(dǎo)包括保護(hù)層、單面金屬化處理膜撓性板和慢波介質(zhì)層。它采用折衷耦合,平均分配增益。既縫隙陣長度沿徑向向外分布規(guī)律由小變大再由大變小,而單元之間徑向距離則由大變小再由小變大,且轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩邊的縫隙數(shù)目相等。對每一路信號來說,其終端信號強(qiáng)度衰減約20,達(dá)到要求。
文檔編號H01Q7/00GK2382141SQ99219769
公開日2000年6月7日 申請日期1999年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月28日
發(fā)明者陶玉燕, 孫曉曦 申請人:海信集團(tuán)公司, 青島海信集團(tuán)技術(shù)中心