专利名称：双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的制作方法
技术领域：
本实用新型属于对平面卫星天线的改进，具体涉及双圈极化缝隙阵径向波导平面天线中用一个天线同时接收左旋圆极化信号和右旋圆极化信号。
本实用新型作出以前，世界各国所采用的直播卫星信号的极化方式有单极化和双极化，双极化又分水平极化垂直极化和左旋极化右旋极化，后者又称为双圆极化；双圆极化通常采用带圆极化器的抛物面天线接收。通常在单层径向波导圆极化缝隙阵天线中为了获得最大增益，缝隙阵耦合迭加而成的天线口面场为均匀分布，因而，缝隙长度沿径向向外分布规律为由小变大，如中国专利ZL95235509.4所公开的内容所示。这样一来，用同一个圆极化缝隙阵就不可能同时满足两种圆极化波的耦合条件。
为解决上述问题，本实用新型提供一种采用折衷耦合，平均分配两路信号能实现同时接收两路信号的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线。
为达到上述目的，本实用新型是这样实现的；一种双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，包括外罩、探针、金属底板、单层径向波导，其中单层径向波导包括保护层、单面金属化处理膜挠性板和慢波介质层；a、该平面天线设立上下两层径向波导，用金属隔板互相隔离；b、该平面天线的单面金属化处理膜挠性板金属膜面上的圆极化缝隙对阵中的缝隙长度L的变化和径向分布缝隙单元之间径向距离Sρ的变化产生邻界，邻界点两边缝隙对数量相等；c、该平面天线的探针设置成内外两层，内导体耦合上层波导信号，外导体耦合下层波导信号；d、该平面天线的金属底板外缘连接截面是双折角的双层折角径向波导，该双层折角径向波导的另一边连接挠性板，金属隔板与双层折角径向波导有间隙。
所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该平面天线圆极化缝隙阵缝隙长度L由小变大再由大变小，径向缝隙对之间的距离Sρ由大变小再由小变大。
所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该平面天线圆极化缝隙阵缝隙长度L由7.9mm逐渐均匀增大到9.8mm，再逐渐均匀减小到9.3mm。
所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该平面天线圆极化缝隙阵之间的距离Sρ由21.2mm逐渐均匀减小到19.4mm，再逐渐均匀增加到20.9mm。
所述的双圈极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该平面天线的双层径向波导是在慢波介质下又设立一个保护层，中间用金属隔板隔离。
所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该天线探针是套筒状结构。
所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该平面天线的双层折角径向波导折角θ＝45°，下层折角斜边与上层折角斜边之间有一垂直段，垂直段长度h为0.2×(h1+h2)，h1、h2分别为上下层径向波导的高度。
所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线的一种改进是，该平面天线的金属隔板与双层折角径向波导的垂直段之间的环形间隙是3～5mm。
本实用新型的优点和积极效果是1、本实用新型的双圆极化缝隙阵采用折衷耦合，平均分配增益。既缝隙阵长度沿径向向外分布规律由小变大再由大变小，而单元之间径向距高则由大变小再由小变大，且转折点两边的缝隙数目相等。对每一路信号来说，其终端信号强度衰减约20，达到要求。
2、本实用新型采用互相隔离的双层径向波导，便于左旋圆极化信号和右旋圆极化信号各自独立的传导，使该天线能够实现双输出。
3、本实用新型采用双层折角径向波导，并且上层折角与下层折角之间有垂直段，同时双层折角与金属薄膜隔板之间有适当宽度的环形间隙。这种结构使下层径向波导到上层径向波导之间有良好的匹配。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型一个实施例的结构剖视图；图2是本实用新型一个实施例的圆极化缝隙对阵的布局结构示意图；图3是本实用新型一个实施例双圆极化缝隙对单元的布局位置示意图。
如图1、图2所示，该双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，口面形状是圆型，其直径是Φ450mm，该平面天线底部是铝制金属底板9，探针1设置于金属底板中央，金属底板上层是双层径向波导包括10mm厚的聚苯乙烯泡沫板制成的保护层5、，保护层5上面是0.1mm厚的导电金属制成的金属薄膜隔板6，金属隔板6上面是5mm厚的聚乙烯低发泡制成的慢波介质4，慢波介质上层是单面金属化处理膜挠性板2，该单面铜膜上有按阿基米行德螺旋线轨迹布设的圆极化缝隙对阵，挠性板2上面是10mm厚的聚苯乙烯泡沫板制成保护层7，金属底板9边缘连接用于使输出的两路信号匹配的双层折角径向波导3，该双层折角径向波导的横截面有两个折角，形似侧倒的梯形，双折角的另一边连接挠性板2；塑料外罩8将整个天线罩起。其中，双折角径向波导上下两端都有向内弯折θ＝45°的两个斜边。下层折角斜边高度本实施例选用8mm，上层折角选用4mm，同时折角θ＝45°。上层折角斜边与下层折角斜边之间有一段垂直段，垂直段长度h为0.2×(h1+h2)，其中h1、h2分别为上下层径向波导的高度。本实施例上层径向波导是5mm，下层径向波导是10mm，所以垂直段长度是3mm。金属隔板与双层折角径向波导的垂直段之间有缝隙，该环形同隙是3～5mm。该平面天线的探针是内外两层本实施例采用状似套筒的结构，套筒之间填充的传导介质，探针直径1mm，介质套直径3.3mm，外导体直径3.6mm，外导体与金属底板9导通。
如图3所示，该平面天线的圆极化缝隙对阵，诸个内侧缝隙Li的中点In分布在该阿基米德螺旋线的轨迹上，而诸个外侧缝隙Lo的中点On则在其各点对应的内侧缝隙Li的中点In所在螺旋线之外，且对应的外侧缝隙的内侧缝隙之间的距离相等，关系式是I1O1＝I2O2……＝InOn。同时诸缝隙的径向距ρ0、ρ1之间地关系式ρ0-ρ1＜λg/4(λg为波导内等效波导长度)。本实施例采用687对缝隙对，每条缝隙的长度L则根据由小变大再由大变小的原则，同时转折点两侧缝隙相等。所以本施例的转折点是第343对和第344对；由第1对的7.9mm开始逐渐等量的增大到第343对和第343对的9，8mm，再逐渐等量的减小到第687对9.3mm。同时，每圈缝隙对之间的距离Sρ根据由大减小再由小变大的原则，从第1圈和第2圈之间的21.2mm，减小到19.4mm，再增大到20.9mm。
当该平面天线接收信号时左旋圆极化信号沿单面金属化处理膜挠性板和慢波介质传入探针内筒，再由探针内筒输出。而右旋圆极化信号则延慢波介质经过双层折角径向波导匹配后通过保护层中的孔传入探针的外筒，再由探针外筒输出。
权利要求1.一种双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，包括外罩(8)、探针(1)、金属底板(9)、单层径向波导，其中单层径向波导包括保护层(7)、单面金属化处理膜挠性板(2)和慢波介质层(4)；其特征在于a、该平面天线设立上下两层径向波导，用金属隔板(6)互相隔高；b、该平面天线的单面金属化处理膜挠性板金属膜面上的圆极化缝隙对阵中的缝隙长度L的变化和径向分布缝隙单元之间径向距离Sρ的变化产生邻界，邻界点两边缝隙对数量相等；c、该平面天线的探针设置成内外两层，内导体耦合上层波导信号，外导体耦合下层波导信号；d、该平面天线的金属底板(9)外缘连接截面是双折角的双层折角径向波导(3)，该双层折角径向波导的另一边连接挠性板(2)，金属隔板(6)与双层折角径向波导有间隙。
2.根据权利要求1所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该平面天线圆极化缝隙阵缝隙长度L由小变大再由大变小，径向缝隙对之间的距离Sρ由大变小再由小变大。
3.根据权利要求1或2所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该平面天线圆极化缝隙阵缝隙长度L由7.9mm逐渐均匀增大到9.8mm，再逐渐均匀减小到9.3mm。
4.根据权利要求1或2所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该平面天线圆极化缝隙阵之间的距高Sρ由21.2mm逐渐均匀减小到19.4mm，再逐渐均匀增加到20.9mm。
5.根据权利要求1所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该平面天线的双层径向波导是在慢波介质下又设立一个保护层(5)，中间用金属隔板(6)隔离。
6.根据权利要求1所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该天线探针是套筒状结构。
7.根据权利要求1所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该平面天线的双层折角径向波导折角θ＝45°，下层折角斜边与上层折角斜边之间有一垂直段，垂直段长度h为0.2(h1+h2)，h1、h2分别为上下层径向波导的高度。
8.根据权利要求1所述的双圆极化缝隙阵径向波导平面天线，其特征在于该平面天线的金属隔板与双层折角径向波导的垂直段之间的环形间隙是3～5mm。
专利摘要本实用新型是一种双圆极化缝隙阵径向波导平面天线,包括外罩、探针、金属底板、单层径向波导,其中单层径向波导包括保护层、单面金属化处理膜挠性板和慢波介质层。它采用折衷耦合,平均分配增益。既缝隙阵长度沿径向向外分布规律由小变大再由大变小,而单元之间径向距离则由大变小再由小变大,且转折点两边的缝隙数目相等。对每一路信号来说,其终端信号强度衰减约20,达到要求。
文档编号H01Q7/00GK2382141SQ99219769
公开日2000年6月7日 申请日期1999年1月28日 优先权日1999年1月28日
发明者陶玉燕, 孙晓曦 申请人:海信集团公司, 青岛海信集团技术中心