一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微波與天線【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種分別由電磁激勵源產(chǎn)生空間遠場區(qū)的正交場分量，能夠同時感知空間電磁波的正交極化分量，進而在空間上具有更好的極化正交特性，以實現(xiàn)全極化的信號處理的基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于設(shè)有寬帶電激勵源和寬帶磁激勵源，所述寬帶電激勵源為微帶對數(shù)周期天線，所述寬帶磁激勵源為具有指數(shù)函數(shù)規(guī)律的漸變平面縫隙天線，所述作為寬帶電激勵源的微帶對數(shù)周期天線與作為寬帶磁激勵源的指數(shù)漸變平面縫隙天線正交放置，本發(fā)明中的天線在空間上具有更好的極化正交特性，即空間域的極化特性好，正交極化的空間范圍更大，能夠形成性能更為優(yōu)良的正交極化通道。
【專利說明】-種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波與天線【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種分別由電磁激勵源產(chǎn)生空間遠 場區(qū)的正交場分量，能夠同時感知空間電磁波的正交極化分量，進而在空間上具有更好的 極化正交特性，以實現(xiàn)全極化的信號處理的基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的無線電電子設(shè)備，例如無線通信和雷達探測設(shè)備，輻射和接收的電磁波信 號通常采用單一的極化方式和相對較窄的信號帶寬。在現(xiàn)代及未來電子系統(tǒng)中，為了提高 無線電系統(tǒng)的探測分辨率、信息傳輸速度和信道容量等工作性能，寬頻帶特性已成為必備 的要求之一。在電磁波所承載的信息中，除了幅度、相位和頻率信息以外，極化特性是一種 重要中的信息資源，它的利用將為無線電系統(tǒng)的性能提升發(fā)揮重要作用；在無線電系統(tǒng)中， 例如雷達設(shè)備、無線通信設(shè)備和各種微波測量系統(tǒng)，采用雙極化或者全極化的電磁波信號 探測和識別目標，將顯著提高系統(tǒng)的目標檢測、識別和抗干擾能力，同時也能提高通信系統(tǒng) 的信道容量，因此，在現(xiàn)代及未來的電子系統(tǒng)中，往往要求其具有全極化發(fā)射和接收電磁信 號能力的，即要求無線電系統(tǒng)為全極化的新體制電子系統(tǒng)。由此可知，寬帶雙極化的無線電 電子設(shè)備是現(xiàn)代及未來電子設(shè)備的發(fā)展趨勢之一。同時，寬帶雙極化的無線電電子設(shè)備必 須采用寬帶雙極化的天線設(shè)備，可以說性能優(yōu)良的寬帶雙極化天線設(shè)備是這些電子系統(tǒng)中 的關(guān)鍵技術(shù)之一。寬帶雙極化天線同時具備寬頻帶和雙極化兩種性能，是目前天線領(lǐng)域研 究的熱點之一。傳統(tǒng)的雙極化天線是基于正交放置的電輻射元或者磁輻射元組成，它們在 空間形成正交的輻射場，進而構(gòu)成兩個正交的極化通道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺點和不足，提出了一種能夠在空間遠場區(qū)實現(xiàn)寬角域 的正交極化輻射場，感知空間電磁波的全極化分量，進而實現(xiàn)雙極化工作模式的基于正交 電磁源的超寬帶雙極化天線。
[0004] 本發(fā)明可以通過以下措施達到： 一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于設(shè)有寬帶電激勵源和寬帶磁激 勵源，所述寬帶電激勵源為微帶對數(shù)周期天線，其滿足下式：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于設(shè)有寬帶電激勵源和寬帶磁 激勵源，所述寬帶電激勵源為微帶對數(shù)周期天線，其滿足下式：
式中為比例因子，該比例因子大于0. 8 ; 4為第η個對稱振子的全長；~為第η個對稱 振子的寬度；4為第η個對稱振子到天線虛擬"頂點"的距離；《為對稱振子的序列編號即 從距離饋電點最遠的振子算起，最長的振子編號為1 ; 所述寬帶磁激勵源為指數(shù)漸變平面縫隙天線，其指數(shù)漸變曲線方程為：
(3) 式中，W為指數(shù)因子； 所述作為寬帶電激勵源的微帶對數(shù)周期天線與作為寬帶磁激勵源的指數(shù)漸變平面縫 隙天線正交放置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于對數(shù) 周期天線中的振子采用曲折線結(jié)構(gòu)，其中為實現(xiàn)低頻段的振子等分形曲折線，微帶對數(shù)周 期天線采用了不同的比例因子，這些比例因子表示為：
，其 中T1取值為0. 81，T2取值為0. 95, T3取值為〇. 88。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于所述 對數(shù)周期天線的集合線的末端加載了匹配負載阻抗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于對數(shù) 周期天線集合線上蝕刻金屬過孔陣列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于作為 寬帶磁激勵源的指數(shù)漸變平面縫隙天線采用微帶線轉(zhuǎn)槽線的饋電方式，介質(zhì)基板的相對介 電常數(shù)為2. 2,介質(zhì)基板的厚度為1毫米，金屬銅箔厚度為0. 036毫米，將微帶饋電轉(zhuǎn)移到電 路板的邊緣，遠離電磁激勵源的交疊部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正交電磁源的超寬帶雙極化天線，其特征在于在作 為寬帶磁激勵源的Vivaldi天線地板上具有指數(shù)函數(shù)規(guī)律漸變的輻射縫隙的兩側(cè)對稱地 開設(shè)槽口。
【文檔編號】H01Q5/10GK104393417SQ201410698456
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】宋立眾, 聶玉明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）