本实用新型涉及一种十字振子天线技术领域,更具体地说，它涉及一种折叠振子臂的宽波束圆极化十字振子天线。
背景技术：
随着卫星通信、遥控遥测、雷达、电子战等技术的发展及广泛应用，圆极化天线的应用越来越多。圆极化天线相比线极化天线具有众多的优势，在卫星通信应用中可以消除电离层法拉第旋转效应引起的极化畸变损失；在通信、遥感遥测、雷达等系统应用中可以减少信号的漏失；在雷达应用中可以抗云、雨的干扰；在电子对抗中，可以侦察和干扰敌方的各种线极化和椭圆极化的信号；可以适用于剧烈摆动或滚动的载体上信号的接收。由此可见，圆极化天线在卫星通信、遥控遥测、雷达、电子战等领域中应用广泛，传统的圆极化结构复杂，且安装的时候局限性大，波束覆盖角较窄，以及在实际的使用过程中阻抗带宽较窄，无法进行批量化生产阻抗的一致性。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、局限性小、具有较宽的波束覆盖角且较宽的阻抗带宽，也确保了该天线在后期批量化生产时的阻抗一致性的折叠振子臂的宽波束圆极化十字振子天线。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种折叠振子臂的宽波束圆极化十字振子天线，包括安装底板，其特征是：所述安装底板上设有辐射底板，安装底板和辐射底板均为圆形，所述辐射底板上设有同轴巴伦，该同轴巴伦一端贯穿辐射底板至安装底板上，所述安装底板上设有微带阻抗变换器，该微带阻抗变换器嵌于安装底板内且一端与同轴巴伦底部连接，同轴巴伦上设有正交对称的振子体，
本实用新型进一步设置为：所述振子体包括第一振子条和第二振子条，所述第一振子条和第二振子条形成一个开口朝辐射底板的夹角，该夹角的角度为45度。第一振子条和第二振子条长度相等。
本实用新型进一步设置为：所述同轴巴伦上设有两个条形槽，该两个条形槽轴心对称。
本实用新型进一步设置为：所述微带阻抗变换器的阻抗为25Ω—50Ω，微带阻抗变换器包括基板和金属印制层，所述基板为聚四乙烯制成且厚度为1mm。
通过采用上述技术方案，通过正交对称振子体的长度控制构造了自相移结构，实现了圆极化波的辐射，利用安装底板和辐射底板的双层底板形式确保了底面受到安装条件影响较小，具有较广的适用性；采用折叠振子体形式，具有较宽的波束覆盖角；通过同轴巴伦外开条形槽和微带线阻抗变换器的组合馈电实现了较宽的阻抗带宽，方便了阻抗匹配的调试，也确保了该天线在后期批量化生产时的阻抗一致性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的微带阻抗变换器结构示意图。
图3为不同方位角(Ф＝0°、45°、90°、135°)切面的折弯倾角θ变化时的方向图。
图4为折弯倾角θ变化对天线增益的影响。
图5为不同方位角(Ф＝0°、45°、90°、135°)切面的折弯倾角θ变化时的轴比方向图。
图6为折弯倾角θ对天线性能的影响。
具体实施方式
参照图1至图6对本实用新型实施例做进一步说明。
一种折叠振子臂的宽波束圆极化十字振子天线，包括安装底板101，其特征是：所述安装底板101上设有辐射底板201，安装底板 101和辐射底板201均为圆形，所述辐射底板201上设有同轴巴伦 301，该同轴巴伦301一端贯穿辐射底板201至安装底板101上，所述安装底板101上设有微带阻抗变换器，该微带阻抗变换器嵌于安装底板101内且一端与同轴巴伦301底部连接，同轴巴伦301上设有正交对称的振子体。
本实用新型进一步设置为：所述振子体包括第一振子条401和第二振子条402，所述第一振子条401和第二振子条402形成一个开口朝辐射底板201的夹角，该夹角的角度为45度。第一振子条401和第二振子条402长度相等。
本实用新型进一步设置为：所述同轴巴伦301上设有两个条形槽 302，该两个条形槽302轴心对称。
本实用新型进一步设置为：所述微带阻抗变换器的阻抗为25Ω—50Ω，微带阻抗变换器包括基板502和金属印制层503，所述基板502为聚四乙烯制成且厚度为1mm。
通过采用上述技术方案，通过正交对称振子体的长度控制构造了自相移结构，实现了圆极化波的辐射，利用安装底板101和辐射底板 201的双层底板形式确保了底面受到安装条件影响较小，具有较广的适用性；采用折叠振子体形式，具有较宽的波束覆盖角；通过同轴巴伦301外开条形槽302和微带线阻抗变换器的组合馈电实现了较宽的阻抗带宽，方便了阻抗匹配的调试，也确保了该天线在后期批量化生产时的阻抗一致性。
对提出的末端倾斜十字交叉偶极子天线以最低的轴比为目标进行优化设计，设计的天线的工作频段在1.525GHz～1.665GHz，得到的参数值为：l11＝l12＝21mm、l21＝13.5mm、l22＝22mm、ls＝36mm、 ws＝1.5mm、h1＝73mm、h2＝15mm、r1＝45mm、r2＝60mm、w1＝20mm、 w2＝4mm、w3＝24mm、w4＝3.5mm、l1＝5mm、l2＝18mm、l3＝9mm、 l4＝4mm、θ＝45°。
未折弯和折弯长度分别为：l11、l12和l21、l22，通常设置成 l11＝l21，弯折段往底板方向的倾角为θ；开槽同轴巴伦301的开槽长度和宽度分别为ls和ws，同轴线总高度为h1+h2，其中h1和h2分别为在辐射底板201以上和以下的高度；辐射底板201和安装底板101的半径分别为r1和r2。
对于图1中的引入的天线折弯倾角θ，其作用主要是为了扩展天线方向图的波束宽度，并对天线轴比的覆盖角度也有一定程度的改善，但波束宽度的改善势必带来增益在一定程度上的降低。
由图3可知，随着折弯倾角θ的增加，方向图逐步变宽，具体的值如表1所示。
表1 θ变化在不同的Ф角切面切面上波束宽度值
伴随着波束宽度的改善，天线的增益值有所下降，如图4所示。
随着折弯倾角θ的增加，天线的轴比方向图也有逐步变宽的趋势，如图5所示。
图5中，轴比方向图的变化趋势基本上与辐射方向图波束宽度变宽的趋势保持一致，根据图5中的轴比方向图，提取其中的 AR＜3dB的角度范围，列出表2。
表2 θ变化在不同的Ф角切面切面上AR＜3dB波束宽度值
折弯倾角θ的引入可以对天线的方向图波束宽度起到一定的改善作用，但还需要考察其对天线的阻抗带宽和轴比带宽的影响，为此，图6给出了折弯倾角θ变化时的电压驻波比曲线和轴比曲线。
由图6可知，天线的电压驻波比呈现“V”字形的曲线，随着θ值的增加，其阻抗带宽略有变窄，天线的电压驻波比值整体抬高一些，中心频率值基本没有影响；随着θ值的增加，天线的轴比带宽变窄，轴比的中心频率往频率高端偏移。从图6中提取相关的值列出电压驻波比和轴比带宽的值如表3。
表3 θ变化时vswr＜1.5and AR＜3dB的变化值
本文选择θ角度为45°
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。