专利名称：一种毫米波圆极化介质天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆极化天线，进一步涉及一种毫米波圆极化介质天线，可用于卫星通信、雷达等无线通信领域。
背景技术：
微波毫米波天线在现代通信系统中得到了广泛的应用。作为通信系统必不可少的部件，现代通信系统对毫米波天线提出了很高要求。首先它要具有圆极化特性，可以干扰和侦察敌方的各种线极化和椭圆极化方式的无线电波。在剧烈摆动或滚动的飞行器上装置圆极化天线，可以在任何状态下都能收到信息；其次要求圆极化天线能够很方便的集成到飞行器上；第三要求圆极化天线的尺寸小，结构简单，重量要轻，加工的成本要低。传统的在飞行器上实现圆极化功能的天线有很多种，诸如在金属波导内加装圆极化器，能够实现圆极化功能，但加装圆极化器后导致天线纵向尺寸过大，影响到飞行器的整体外观及飞行性能； 诸如微带贴片圆极化天线，它可以方便的集成在飞行器上，但其工作频带窄，增益低；诸如共面波导馈电的宽带毫米波平面缝隙天线，其工作频带宽，可以实现圆极化，但其实现圆极化结构复杂，需要微扰短路调节支，阻抗匹配也较复杂。上述圆极化天线在性能方面都有缺陷，因此需要设计一种结构简单紧凑，性能优良，方便调试及安装的天线来满足通信系统的需要。
发明内容要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种毫米波圆极化介质天线，提供一种能方便地安装的毫米波圆极化天线。该毫米波圆极化天线在圆波导内加介质天线，实现天线的毫米波圆极化功能。技术方案一种毫米波圆极化介质天线，其特征在于包括介质天线、金属圆波导4、短路块5、 馈电波导6和馈电电缆组件7 ；短路块5安装在金属圆波导4的一端，金属圆波导4的另一端安装介质天线，金属圆波导4的侧面设有馈电波导6，馈电电缆组件7安装在馈电波导6 和金属圆波导4上；所述介质天线由中部的介质支撑2与两端的介质尖锥1和介质斜劈3 构成，介质支撑2为一段直径不变的圆柱，其直径与金属圆波导4的内径相吻合；介质尖锥 1露出金属圆波导4之外，为圆锥形结构；介质斜劈3安装于金属圆波导4之内。所述介质斜劈3的斜劈端面设有矩形边3-1，矩形边与馈电电缆组件的内导体8的轴线方向成45°放置。所述馈电波导6与金属圆波导4为一个整体结构。所述介质尖锥1 介质支撑2 介质斜劈3三者之比为2 1 4。所述短路块5的侧面与其接触的金属圆波导的末端腔之间为导电胶。所述金属圆波导4与介质支撑2和介质斜劈3之间为环氧胶。[0012]有益效果本发明提出的一种毫米波圆极化介质天线，与通常采用的圆极化方法相比，其有益效果在于(1)与金属波导内加装圆极化器的方法相比，本发明减小了天线的纵向尺寸，降低了天线的影响；(2)与微带贴片圆极化天线相比，本发明工作频带更宽，天线增益更高；(3)与共面波导馈电的宽带毫米波平面缝隙天线相比，实现结构更加简单；由此可见，本发明设计思路巧妙，结构简单紧凑，调试方便，工作频带宽，天线增益高，是一种圆极化天线，可以方便地进行安装并进行通信信号传输。
图1本发明实施例的结构组成图；图2本发明实施例的介质天线的放大图；图3本发明实施例的波导内介质斜劈端面的电场分量示意图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述本实施例中将毫米波段圆极化天线设计成图1所示的天线结构，根据天线特征参数的如下要求频率范围33.5 34. 5GHz天线增益彡3dBi[0025]天线轴比彡3。设计金属圆波导直径为6. 35mm，介质天线的介电常数为2.沈，介质斜劈长度为 20mm，尖锥长度为10mm，斜劈端面形成的矩形边的窄边宽度D为2mm，介质支撑长度为5mm， 毫米波段圆极化天线长度为70mm，外经小于10mm。图1和图2所示的毫米波圆极化介质天线结构关系为包括介质天线，金属圆波导 4，短路块5，馈电波导6，馈电电缆组件7。介质天线由介质尖锥1，介质支撑2，介质斜劈3 组成。介质天线加工过程为，将介质棒的一端做成圆锥形构成介质尖锥1，另一端对称的切割成斜劈形面构成介质斜劈3 (斜劈长度为L，斜劈端面形成的矩形边的窄边宽度为D)，中间一段直径不变的圆柱即为介质支撑2 (见图幻。安装时将介质支撑2，介质斜劈3用环氧胶粘在金属圆波导4上，介质尖锥1露出金属圆波导4外，导引电磁波向外辐射。馈电波导 6与金属圆波导4加工成一整体，用M2. 5螺钉将馈电电缆组件7安装在馈电波导6上，在短路块5侧面上涂导电胶将其装在金属圆波导4的末端，短路块的位置由电调驻波大小来确定，馈电电缆组件7的内导体8长度和馈电电缆组件7的介质9的长度也由电调驻波大小确定。本发明用介质劈实现天线圆极化功能，将介质斜劈的斜劈端面3-1形成的近似矩形的长边与馈电电缆组件的内导体8的轴线方向成45°放置，当金属圆波导内传输的线极化波电磁波到达介质斜劈时，便被斜劈分解成两个互相正交的分量，其中一个垂直于介质斜劈的分量用E丄表示，另一个平行于介质斜劈的分量用E//表示。由于介质斜劈的存在，
4使得两分量通过长度为L的斜劈时产生的传播相速不同，适当选取介质斜劈的长度L，可使两分量在通过介质斜劈后产生的相位差为90°，因两分量在通过介质斜劈时的振幅相等， 从而将线极化波变为圆极化波。另外，介质斜劈不仅起到线圆极化的变换作用，而且起到宽带阻抗匹配作用，它将到达斜劈顶端的电磁波缓慢地引导到圆柱形介质支撑上，避免了大的反射。 经测试，该实施例天线圆极化轴比小于3，天线增益大于3dB。
权利要求1.一种毫米波圆极化介质天线，其特征在于包括介质天线、金属圆波导G)、短路块 (5)、馈电波导(6)和馈电电缆组件(7)；短路块(5)安装在金属圆波导⑷的一端，金属圆波导⑷的另一端安装介质天线，金属圆波导⑷的侧面设有馈电波导(6)，馈电电缆组件 (7)安装在馈电波导(6)和金属圆波导(4)上；所述介质天线由中部的介质支撑O)与两端的介质尖锥(1)和介质斜劈C3)构成，介质支撑( 为一段直径不变的圆柱，其直径与金属圆波导⑷的内径相吻合；介质尖锥⑴露出金属圆波导⑷之外，为圆锥形结构；介质斜劈(3)安装于金属圆波导(4)之内。
2.根据权利要求1所述的毫米波圆极化介质天线，其特征在于所述介质斜劈(3)的斜劈端面设有矩形边(3-1)，矩形边与馈电电缆组件的内导体(8)的轴线方向成45°放置。
3.根据权利要求1所述的毫米波圆极化介质天线，其特征在于所述馈电波导(6)与金属圆波导为一个整体结构。
4.根据权利要求1所述的毫米波圆极化介质天线，其特征在于所述介质尖锥(1) 介质支撑O)介质斜劈⑶三者之比为2:1:4。
5.根据权利要求1所述的毫米波圆极化介质天线，其特征在于所述短路块(5)的侧面与其接触的金属圆波导的末端腔之间为导电胶。
6.根据权利要求1所述的毫米波圆极化介质天线，其特征在于所述金属圆波导(4) 与介质支撑( 和介质斜劈( 之间为环氧胶。
专利摘要本实用新型涉及一种毫米波圆极化介质天线，其特征在于短路块5安装在金属圆波导4的一端，金属圆波导4的另一端安装介质天线，金属圆波导4的侧面设有馈电波导6，馈电电缆组件7安装在馈电波导6和金属圆波导4上。本实用新型与通常采用的圆极化方法相比有益效果在于设计思路巧妙，结构简单紧凑，调试方便，工作频带宽，天线增益高，是一种圆极化天线，可以方便地进行安装并进行通信信号传输。
文档编号H01Q15/24GK202275952SQ20112036709
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者平轶君, 纪艾丽 申请人:中国兵器工业第二〇六研究所