一种同侧馈电的全向双圆极化天线制造技术

本发明专利技术提供了一种同侧馈电的全向双圆极化天线，包括：辐射结构、类同轴阻抗匹配结构、射频激励转换T型连接结构，所述类同轴阻抗匹配结构分为上类同轴阻抗匹配结构和下类同轴阻抗匹配结构，所述辐射结构的上、下端分别连接上类同轴阻抗匹配结构的下端和下类同轴阻抗匹配结构的上端，上类同轴阻抗匹配结构的上端用金属圆片封闭，下类同轴阻抗匹配结构的下端连接射频激励转换T型连接结构，射频激励转换T型连接结构的接口能够直接采用SMA接头馈线进行射频激励。本发明专利技术全向性能以及轴比性能良好，具有一定工作带宽，‑10dB带宽600M(5.2GHz‑5.8GHz)，带内增益大于5.2dB，最高达6.7dB。

Omnidirectional double circular polarized antenna with side feed

The present invention provides an omnidirectional ipsilateral fed dual polarized antenna, including radiation structure, coaxial impedance matching structure, RF switch type T connection structure, the coaxial impedance matching structure is divided into coaxial impedance matching structure and coaxial impedance matching structure, the radiation of the structure and the lower end are respectively connected on the coaxial impedance matching structure and the lower end of the lower class coaxial impedance matching structure is on the coaxial impedance matching structure is closed with metal discs, coaxial impedance matching structure is connected to the lower end of the RF excitation conversion type T connection structure, RF switch type T interface can be directly connected to the structure of the the SMA connector feeder RF excitation. The invention of omnidirectional performance and axial ratio performance is good, has a certain bandwidth, 10dB bandwidth 600M (5.2GHz 5.8GHz), with a gain of more than 5.2dB and up to 6.7dB.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线，具体地，涉及一种同侧馈电实现全向双圆极化的天线。
技术介绍
圆极化天线由于其可以接收、发射任意极化来波的特性而得到越来越广泛的应用。在很多应用场景中，接收、发射的信号来自四面八方，为了能较好得处理这些信号，必须实现全向的圆极化性能。但是由于全向所带来的增益下降较为明显。经文献检索，Dan Yu,Shu-Xi Gong等人2014年在IEEE Trans.Antennas Propag.期刊上发表的文章“Wideband Omnidirectional Circularly Polarized Patch Antenna Based on Vortex Slots and Shorting Vias”提出了一种全向圆极化天线，虽然10dB阻抗带宽达到51.7％，3dB轴比带宽也达到了57.8％，但带内增益不到2dBic。此外，即使能实现较高的全向增益和双圆极化特性，能否保证双圆极化之间不相互干扰也是一个问题。经文献搜索，Zhou Bin,Junping Geng等人2015年发表在International Journal of Antennas and Propagation期刊上的文章“Dual Circularly Polarized Omnidirectional Antenna with Slot Array on Coaxial Cylinder”提出了一种全向双圆极化天线，虽然在频带内实现了5dBic左右的增益和良好的圆极化特性，但是由于其左右旋圆极化馈电端口分布在天线的两端，如果天线要实现水平全向圆极化，天线竖直放置时下端馈电口用线缆连接较为方便，但上端馈电端口所接线缆的下垂部分必定会对辐射方向图造成影响，从而破环天线的圆极化特性，导致天线需要实现不同圆极化时需要重新安装，给使用者带来不便。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种具有一定工作带宽的的全向双圆极化天线。该天线-10dB带宽达到10.9％，并且在整个带宽内水平全向轴比小于3dB，带内水平全向增益大于5.2dB，最高增益达6.7dB。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种同侧馈电的全向双圆极化天线，包括：辐射结构、类同轴阻抗匹配结构、射频激励转换T型连接结构，所述类同轴阻抗匹配结构分为上类同轴阻抗匹配结构和下类同轴阻抗匹配结构，所述辐射结构的上、下端分别连接上类同轴阻抗匹配结构的下端和下类同轴阻抗匹配结构的上端，上类同轴阻抗匹配结构的上端用金属圆片封闭，下类同轴阻抗匹配结构的下端连接射频激励转换T型连接结构，射频激励转换T型连接结构的接口能够直接采用SMA接头馈线进行射频激励。所述辐射结构包括辐射结构内导体、辐射结构外导体、内芯，均为金属圆柱，内芯顶端与金属圆片相连，辐射结构内导体与辐射结构顶端之间隔开一定距离以提供能量流入/流出的通道。所述辐射结构内导体与外导体之间、辐射结构内导体与内芯之间填充介质。所述辐射结构外壁开设有两两互成90度的矩形缝隙，所述缝隙绕辐射结构外壁的一周开设多个，上下多组向外辐射电磁波。所述类同轴阻抗匹配结构包括匹配结构内导体、介质、匹配结构外导体，所述匹配结构内导体为多小段外径和长短各不同的金属圆柱直接相连。所述匹配结构内导体与外导体之间填充介质。所述射频激励转换连接T型结构有两个端口，其中下馈端口通有射频激励转换连接T型结构内导体与内芯；侧馈端口内芯与下馈端口的射频激励转换连接T型结构内导体连接，侧馈端口整体为渐变同轴线结构，两个端口都能与标准SMA头连接。所述天线从T型连接结构从下馈端口馈电，能量从内芯和内导体之间的介质中向上传播至内导体和外导体之间的介质部分(由于内导体不与顶部金属圆片连接，使内外层介质之间联通)，再向下边传播边通过缝隙辐射，实现左旋圆极化。从T型连接结构侧馈端口馈电，能量从渐变同轴线传输进入内外导体间的介质中，一边向上传播，一边从缝隙辐射能量，实现右旋圆极化。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术全向双圆极化天线效率较高，两端口间隔离度较好，因而具有较高的增益。2、本专利技术全向性能好。3、本专利技术具有较宽的-10dB带宽10.9％。4、本专利技术的T型连接结构的下馈端口与侧馈端口可以直接连SMA头，方便连接使用。5、本专利技术T型连接结构两个馈电点距离较近而隔离较好，可以根据需要方便得实现左右旋圆极化。避免了馈电点在天线两头而有可能造成的同时工作时对圆极化性能的影响。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术全向双圆极化天线的结构示意图；图2是图1的分解图；图3为图1沿A-A的剖视图；图4是图1沿B-B的剖视图；图5为本专利技术实施例的全向双圆极化天线的回波损耗图；图6为本专利技术实施例的5.2GHz、5.5GHz、5.8GHz之间三个频点的水平全向轴比图；图7为本专利技术实施例的5.2GHz、5.5GHz、5.8GHz之间三个频点的水平全向增益图。图中：1为天线的辐射结构，2为天线类同轴阻抗匹配结构，3为射频激励转换T型连接结构，4为其中一组辐射单元的上下缝隙，5为辐射缝隙阵列，6为天线辐射结构外导体，7为天线辐射结构填充介质(包括外导体与内导体之间的介质和内导体与内芯之间的介质)，8为天线辐射结构内导体，9为射频激励转换T型连接结构外导体，10为射频激励转换T型连接结构填充介质，11为射频激励转换T型连接结构内导体，12为射频激励转换T型连接结构下馈端口，13为射频激励转换T型连接结构侧馈端口，14为上匹配结构内导体，15为下匹配结构内导体。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。请同时参阅图1～图4，本专利技术所提供的同侧馈电的全向双圆极化天线，包括：1、天线辐射结构，2、类同轴阻抗匹配结构，3、射频激励转换T型连接结构。上类同轴阻抗匹配结构上端用金属圆片封闭，下端接天线辐射结构。天线辐射结构下端再接下类同轴匹配结构。下类同轴匹配结构下端接射频激励转换T型连接结构。射频激励转换T型连接结构下端、侧端可直接采用SMA接头馈线进行射频激励。进一步地，天线辐射结构1为类(似)双同轴线结构，辐射结构面外导体6为金属，厚度1.5mm，直径25mm，长度150.9mm，在辐射结构面外导体6上开互相垂直(夹角90度)的矩形缝隙4，一周4个，上下4组构成辐射缝隙阵。8为天线辐射结构内导体，直径1.5mm，与外导体等长度相等，内外导体之间填充介质7，该介质为Teflon，介电常数为2.1。内芯半径为0.46mm，长度与外导体相等。进一步地，在辐射结构1上下面都直接连接类(似)同轴阻抗匹配结构2，匹配结构外导体与辐射结构外导体6、内芯、内导体等连接。上、下类同轴阻抗匹配结构的上匹配结构内导体14和下匹配结构内导体15均为三段直径不同的金属圆柱，内径等于内导体外径，上类同轴阻抗匹配结构的3个作为匹配结构内导体的金属环直径分别为3.7mm、6.0mm、6.5mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同侧馈电的全向双圆极化天线，其特征在于，包括：辐射结构、类同轴阻抗匹配结构、射频激励转换T型连接结构，所述类同轴阻抗匹配结构分为上类同轴阻抗匹配结构和下类同轴阻抗匹配结构，所述辐射结构的上、下端分别连接上类同轴阻抗匹配结构的下端和下类同轴阻抗匹配结构的上端，上类同轴阻抗匹配结构的上端用金属圆片封闭，下类同轴阻抗匹配结构的下端连接射频激励转换T型连接结构，射频激励转换T型连接结构的接口能够直接采用SMA接头馈线进行射频激励。

【技术特征摘要】
1.一种同侧馈电的全向双圆极化天线，其特征在于，包括：辐射结构、类同轴阻抗匹配结构、射频激励转换T型连接结构，所述类同轴阻抗匹配结构分为上类同轴阻抗匹配结构和下类同轴阻抗匹配结构，所述辐射结构的上、下端分别连接上类同轴阻抗匹配结构的下端和下类同轴阻抗匹配结构的上端，上类同轴阻抗匹配结构的上端用金属圆片封闭，下类同轴阻抗匹配结构的下端连接射频激励转换T型连接结构，射频激励转换T型连接结构的接口能够直接采用SMA接头馈线进行射频激励。2.根据权利要求1所述的同侧馈电的全向双圆极化天线，其特征在于，所述辐射结构包括辐射结构内导体、辐射结构外导体、内芯，均为金属圆柱，内芯顶端与金属圆片相连，辐射结构内导体与辐射结构顶端之间隔开一定距离以提供能量流入/流出的通道。3.根据权利要求2所述的同侧馈电的全向双圆极化天线，其特征在于，所述辐射结构内导体与外导体之间、辐射结构内导体与内芯之间填充介质。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胡冠申，耿军平，梁仙灵，金荣洪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31