【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线技术及太阳电池应用领域，具体涉及一种紧凑型双极化太阳能天线单元及阵列。
技术介绍
1、随着无线技术在个人通信和军事应用领域的发展，在频谱资源有限的通信系统中对天线的设计要求越来越高。双极化天线由于能够增强信道容量、提高频谱利用率、对抗多径衰落等优点，被广泛应用于无线通信系统中。而双极化天线的设计主要在于两个方面：1)宽带能力：减少了在特定工作频段内天线的数量；2)小型化：减小了天线所占用的空间，便于与载体集成。此外，除了天线的紧凑设计外，太阳能电池与天线的一体化设计也可以有效提高通信系统的空间利用率。
2、然而，现有技术方案的双极化天线报道中，难以将阻抗带宽，馈电结构复杂度，剖面高度以及结构的紧凑度同时兼顾，且很少考虑与太阳能电池的一体化结合。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种紧凑型双极化太阳能天线单元及阵列，解决
技术介绍
存在的问题。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种紧凑型双极化太阳能天线单元，所述天线单元包括从上至下依次设置的太阳能天线层、支撑介质、天线底座和同轴射频连接器，所述太阳能天线层包括介质基板，以及印制在介质基板上表面的双极化天线振子，以及通过绝缘隔离层设置在双极化天线振子上表面的太阳能电池，所述双极化天线振子通过金属柱馈电结构与天线底座和同轴射频连接器连接；
4、其中，所述双极化天线振子由第一
5、进一步改进在于，所述第一极化振子和第二极化振子呈“t”字型±45°正交设置。
6、进一步改进在于，所述第一极化振子和第二极化振子均呈“蝴蝶结”状，且均由两个互不连通的振子部组成，且两个振子部关于金属柱馈电结构中心对称设置。
7、进一步改进在于，所述太阳能电池尺寸不超过双极化天线振子尺寸。
8、进一步改进在于，所述太阳能天线层还包括印制在介质基板下表面的寄生金属开口环，且所述寄生金属开口环位于金属柱馈电结构的外围位置。
9、进一步改进在于，所述寄生金属开口环由两个金属半环组成，且两个金属半环关于金属柱馈电结构中心对称设置。
10、进一步改进在于，所述金属柱馈电结构包括垂直于所述介质基板的接地金属柱和馈电金属柱，所述接地金属柱一端穿过介质基板与双极化天线振子连接，另一端穿过支撑介质与天线底座连接，所述馈电金属柱一端穿过介质基板与双极化天线振子连接，另一端穿过支撑介质以及天线底座上的空气馈电孔后与同轴射频连接器正极连接。
11、进一步改进在于，所述接地金属柱和馈电金属柱穿过介质基板的一端均延伸形成用于焊接的焊针部。
12、本专利技术还提供了一种紧凑型双极化太阳能天线阵列，所述天线阵列包括若干位于同一平面坐标系上且分别沿第一方向和第二方向分布的上述天线单元，所述第一方向和所述第二方向互相垂直，各天线单元中的太阳能电池之间相互串联或并联连接。
13、进一步改进在于，各天线单元中的太阳能电池之间通过电感元件和金属条带相互串联或并联连接。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、(1)本专利技术中采用第一极化振子和第一极化振子“t”型±45°正交设置，不仅使得天线结构更加紧凑，还使得在一个极化的偶极子在工作时，另一个垂直于它的偶极子作为其寄生单元共同工作，而引入额外的谐振频率，从而拓展了带宽。
16、(2)专利技术天线结构紧凑，工作频带宽，剖面高度低，且由天线单元组成的天线阵列，在合适的单元间距布阵下，具备宽频带双极化大角度相控扫描能力，且阵列中每个单元的偶极子上均通过隔离层放置太阳能电池，可实现百分百光照，每片太阳能片之间可任意串联或并联连接，扩展了太阳能电池的工作电压范围，这不仅保证了天线的性能，又保证了太阳电池的发电效率，具备较高的工程应用价值。
17、(3)所采用的寄生金属开口环有效改善了天线阵列的扫描驻波和不同极化的偶极子之间的端口隔离度。
18、(4)所采用的双极化太阳能电池天线，太阳电池发电电能可供天线使用，这种结构紧凑的宽频带双极化太阳能电池相控阵天线具有可扩展性，在绿色无线通信系统中具有很好的应用前景。
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1.一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述天线单元包括从上至下依次设置的太阳能天线层、支撑介质、天线底座和同轴射频连接器，所述太阳能天线层包括介质基板，以及印制在介质基板上表面的双极化天线振子，以及通过绝缘隔离层设置在双极化天线振子上表面的太阳能电池，所述双极化天线振子通过金属柱馈电结构与天线底座和同轴射频连接器连接；
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述第一极化振子和第二极化振子呈“T”字型±45°正交设置。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述第一极化振子和第二极化振子均呈“蝴蝶结”状，且均由两个互不连通的振子部组成，且两个振子部关于金属柱馈电结构中心对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述太阳能电池尺寸不超过双极化天线振子尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述太阳能天线层还包括印制在介质基板下表面的寄生金属开口环，且所述寄生金属开口环位于金属柱馈电结构的外围位置
6.根据权利要求5所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述寄生金属开口环由两个金属半环组成，且两个金属半环关于金属柱馈电结构中心对称设置。
7.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述金属柱馈电结构包括垂直于所述介质基板的接地金属柱和馈电金属柱，所述接地金属柱一端穿过介质基板与双极化天线振子连接，另一端穿过支撑介质与天线底座连接，所述馈电金属柱一端穿过介质基板与双极化天线振子连接，另一端穿过支撑介质以及天线底座上的空气馈电孔后与同轴射频连接器正极连接。
8.根据权利要求7所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述接地金属柱和馈电金属柱穿过介质基板的一端均延伸形成用于焊接的焊针部。
9.一种紧凑型双极化太阳能天线阵列，其特征在于，所述天线阵列包括若干位于同一平面坐标系上且分别沿第一方向和第二方向分布的如权利要求1-8任一所述天线单元，所述第一方向和所述第二方向互相垂直，各天线单元中的太阳能电池之间相互串联或并联连接。
10.根据权利要求9所述的一种紧凑型双极化太阳能天线阵列，其特征在于，各天线单元中的太阳能电池之间通过电感元件和金属条带相互串联或并联连接。
...【技术特征摘要】
1.一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述天线单元包括从上至下依次设置的太阳能天线层、支撑介质、天线底座和同轴射频连接器，所述太阳能天线层包括介质基板，以及印制在介质基板上表面的双极化天线振子，以及通过绝缘隔离层设置在双极化天线振子上表面的太阳能电池，所述双极化天线振子通过金属柱馈电结构与天线底座和同轴射频连接器连接；
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述第一极化振子和第二极化振子呈“t”字型±45°正交设置。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述第一极化振子和第二极化振子均呈“蝴蝶结”状，且均由两个互不连通的振子部组成，且两个振子部关于金属柱馈电结构中心对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述太阳能电池尺寸不超过双极化天线振子尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型双极化太阳能天线单元，其特征在于，所述太阳能天线层还包括印制在介质基板下表面的寄生金属开口环，且所述寄生金属开口环位于金属柱馈电结构的外围位置。
6.根据权利要求5所述的一种紧...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈谦，乔子林，杨翘睿，朱庆明，周翔宇，彭甜，鲁加国，
申请(专利权)人：江淮前沿技术协同创新中心，
类型：发明
国别省市：
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