發明屬于無線與通訊，具體涉及一種由全金屬結構組成的平行板傳輸線串饋周期性加載諧振單元的高增益雙圓極化端射天線陣。

背景技術：

1、端射天線由于具有較窄的波束寬度和較高增益的輻射特性使其廣泛應用于軍事、航空、航海、氣象等多個領域。例如，在軍事應用中，端射天線陣列可以解決天線陣口徑大的問題，改善雷達盲區問題，提高探測性能。同時，端射高增益天線是衛星通信系統中必不可少的設備，能接收和發送衛星信號，提供全球范圍內的通訊服務，無論是手機通訊、互聯網接入，還是衛星電視、遠程監控，端射高增益天線都發揮著關鍵作用。

2、傳統端射天線包含八木天線，對數周期天線等。當電磁波沿行波結構傳播時可以不斷地產生輻射，所輻射的波稱為漏波，這種產生漏波的結構稱為漏波天線。漏波天線繼承了行波天線寬帶的特點，并且具有主瓣波束隨頻率掃描的特性。進一步地，當控制相移常數，可以控制其輻射指向，形成漏波端射輻射，擁有強方向性和高增益的特性，提高信號的傳輸效率和抗干擾能力。近年來，基于傳輸波導結構的周期性加載微擾諧振單元而形成的端射漏波技術發展迅速。然而對于端射圓極化天線的報道就大幅減少，尤其面對具有雙圓極化端射輻射性能的天線設計更是略顯匱乏。此外，現有報道端射天線結構一般都較為復雜，加工成本較高，不利于批量生產。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種基于全金屬平行板結構的高增益雙圓極化端射天線陣，解決了現有技術中存在的增益有限、極化利用率低等問題。

2、本發明具體技術方案如下：

3、一種基于全金屬平行板結構的高增益雙圓極化端射天線陣,采用全金屬平行板波導作為主傳輸線，結構組成如下：由上下兩層金屬銅板構成的平行板波導，其間為空氣填充，水平輻射單元為周期性加載于平行板波導兩側的水平偶極子陣列，單元間距為四分之一波長，垂直輻射單元為共享式垂直偶極子陣列，與水平單元正交排布，單元間距為八分之一波長，上下層金屬銅板通過對電磁性能無影響的介質固定件機械固定，雙端口對稱分布，分別連接sma同軸饋電接口與50ω匹配負載。

4、所有水平偶極子單元大小一致，所有垂直偶極子單元大小一致。

5、所述水平偶極子陣列在單層金屬銅板一側，上下兩層金屬銅板不同側。

6、所述垂直輻射單元在平行板波導傾斜平行陣列。

7、所述金屬銅板的厚度為0.5mm。

8、所述介質固定件為聚四氟乙烯材質的螺釘與螺母。

9、本發明技術方案有益效果如下：

10、本發明通過選取平行板傳輸線作為主體結構，通過周期性引入偶極子單元，使其從平行線耦合能量實現串饋激勵，調節單元尺寸和間距，形成端射輻射。基于對稱結構設計，傳輸線兩端口任意一端激勵，另一端接匹配負載就可以實現行波式漏波輻射。因此，通過引入正交諧振單元，該單元結構使得從兩端口饋送能量時生成90°相差的超前、滯后各不相同，從而生成共享正交諧振單元結構的雙圓極化端射輻射，即可實現雙圓極化波。雙圓極化天線通過調整兩端口的激勵與匹配，即可實現左旋（lhcp）和右旋圓極化（rhcp）的自由切換。

11、本發明基于全金屬平行板結構對周期性加載的諧振單元進行耦合串饋激勵，實現一種高增益緊耦合共享單元雙圓極化端射天線陣。通過水平偶極子和共享緊耦合垂直偶極子的正交輻射，形成端射圓極化；通過雙端口的激勵和匹配負載交替作用，實現了端射圓極化天線左右旋向的自由切換。基于空氣填充平行板端射天線相位常數近似等于傳播常數，實現端射高增益輻射穩定的特點，且結構簡單，成本低，便于加工和批量生產。

技術特征：

1.一種基于全金屬平行板結構的高增益雙圓極化端射天線陣，其特征在于：采用全金屬平行板波導作為主傳輸線，結構組成如下：由上下兩層金屬銅板構成的平行板波導（4），其間為空氣填充，水平輻射單元為周期性加載于平行板波導兩側的水平偶極子（3）陣列，單元間距為四分之一波長，垂直輻射單元為垂直偶極子（1）陣列，與水平單元正交排布，單元間距為八分之一波長，上下層金屬銅板通過對電磁性能無影響的介質固定件（6）機械固定，端口一（2）與端口二（5）雙端口對稱分布，分別連接sma同軸饋電接口與50ω匹配負載。

2.根據權利要求1所述的高增益雙圓極化端射天線陣，其特征在于：

3.根據權利要求1所述的高增益雙圓極化端射天線陣，其特征在于：

4.根據權利要求1所述的高增益雙圓極化端射天線陣，其特征在于：

5.根據權利要求1所述的高增益雙圓極化端射天線陣，其特征在于：

6.根據權利要求1所述的高增益雙圓極化端射天線陣，其特征在于：

技術總結
本發明涉及一種基于全金屬平行板結構的高增益雙圓極化端射天線陣，采用全金屬平行板波導作為主傳輸線，由上下兩層金屬銅板構成，其間為空氣填充。水平輻射單元為周期性加載的水平偶極子陣列，垂直輻射單元為垂直偶極子陣列，正交排布。通過周期性引入偶極子單元，實現串饋激勵，形成端射輻射。基于對稱結構設計，傳輸線兩端口任意一端激勵，另一端接匹配負載即可實現行波式漏波輻射。引入正交諧振單元，生成90°相差，實現雙圓極化端射輻射。該天線陣具有高增益、低成本、結構簡單、便于加工和批量生產等優點。

技術研發人員：武哲,徐健,云宇,兀凡濤,呂亞博,王澤旭,李勝哲,楊文龍,馬令坤,孫凌,王瑞琪,王銀娣,劉英,劉能武,陶濤
受保護的技術使用者：陜西科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24