圆极化介质谐振器阵列天线

摘要

本发明公开了一种圆极化介质谐振器阵列天线，可以用于通信领域。它包括一个馈电单元和一个四单元天线面阵，四单元天线面阵由四个单端馈电的线极化介质谐振器单元构成，馈电单元包括具备移相功能的功分器、阻抗变换器和耦合器，可以为每个介质谐振器单元分配相同的功率，且相邻的介质谐振器单元相位差为90度。本发明的天线具有圆极化特性、高增益、高前后比、馈电网络简单、易于制造等特点。

主权项

1.一种圆极化介质谐振器阵列天线，包括一个馈电单元和一个四单元天线面阵，其特征在于：所述馈电单元，包含一基板、一接地面及一馈电网络，所述基板具有相反的一第一平面及一第二平面，所述接地面设于基板的第二平面上，所述馈电网络设于所述基板的第一平面上；所述馈电网络由十九条传输线电性连接而成，其包含一第一功分器，一第二功分器，一第三功分器，一第一阻抗变换器，一第二阻抗变换器，一第三阻抗变换器，一第四阻抗变换器，一第五阻抗变换器，一第六阻抗变换器，一第一耦合器，一第二耦合器，一第三耦合器，一第四耦合器；第一功分器由三条传输线电性连接而成，其包含一输入线，一第一输出线和一第二输出线；第一功分器的输入线，其一端接SMA接头，用于对圆极化阵列天线馈入或输出电磁波，另一端与第一功分器的第一输出线和第一功分器的第二输出线电性连接；第一功分器的第一输出线，其一端与第一功分器的输入线和第一功分器的第二输出线电性连接，另一端与第一阻抗变换器电性连接；第一功分器的第二输出线，其一端与第一功分器的输入线和第一功分器的第一输出线的电性连接，另一端与第四阻抗变换器电性连接；第一功分器的第二输出线与第一功分器的第一输出线的电尺寸差为操作频率电磁波在基板中的半波长；第二功分器由三条传输线电性连接而成，其包含一输入线，一第一输出线和一第二输出线；第二功分器的输入线，其一端与第一阻抗变换器电性连接，其另一端与第二功分器的第一输出线和第二功分器的第二输出线电性连接；第二功分器的第一输出线，其一端与第二功分器的输入线和第二功分器的第二输出线电性连接，另一端与第二阻抗变换器电性连接；第二功分器的第二输出线， 其一端与第二功分器的输入线和第二功分器的第一输出线的电性连接，另一端与第三阻抗变换器电性连接；第二功分器的第二输出线与第二功分器的第一输出线的电尺寸差为操作频率电磁波在基板中的四分之一波长；第三功分器由三条传输线电性连接而成，其包含一输入线，一第一输出线和一第二输出线；第三功分器的输入线，其一端与第四阻抗变换器电性连接，其另一端与第三功分器的第一输出线和第三功分器的第二输出线电性连接；第三功分器的第一输出线，其一端与第三功分器的输入线和第三功分器的第二输出线电性连接，另一端与第五阻抗变换器电性连接；第三功分器的第二输出线，其一端与第三功分器的输入线和第三功分器的第一输出线的电性连接，另一端与第六阻抗变换器电性连接；第三功分器的第二输出线与第三功分器的第一输出线的电尺寸差为操作频率电磁波在基板中的四分之一波长；第二功分器和第三功分器具有相同的物理尺寸；第一阻抗变换器，其一端与第一功分器的第一输出线电性连接，其一端与第二功分器的输入线电性连接，并实现该二器件间的阻抗变换；第二阻抗变换器，其一端与第二功分器的第一输出线电性连接，其另一端与第一耦合器电性连接，并实现该二器件间的阻抗变换；第三阻抗变换器，其一端与第二功分器的第二输出线电性连接，其另一端与第二耦合器电性连接，并实现该二器件间的阻抗变换；第四阻抗变换器，其一端与第一功分器的第二输出线电性连接，其一端与第三功分器的输入线电性连接，并实现该二器件间的阻抗变换；第五阻抗变换器，其一端与第三功分器的第一输出线电性连接，其另一端与第三耦合器电性连接，并实现该二器件间的阻抗变换；第六阻抗变换器，其一端与第三功分器的第二输出线电性连接，其另一端与第四耦合器电性连接，并实现该二器件间的阻抗变换； 第一耦合器，其一端与第二阻抗变换器电性连接，其另一端耦合于第一介质谐振器辐射单元；第二耦合器，其一端与第三阻抗变换器电性连接，其另一端耦合于第二介质谐振器辐射单元；第三耦合器，其一端与第五阻抗变换器电性连接，其另一端耦合于第三介质谐振器辐射单元；第四耦合器，其一端与第六阻抗变换器电性连接，其另一端耦合于第四介质谐振器辐射单元；所述四单元天线面阵设在所述基板的第一平面上，所述四单元天线面阵包含一第一介质谐振器辐射单元，一第二介质谐振器辐射单元，一第三介质谐振器辐射单元和一第四介质谐振器辐射单元；第一介质谐振器辐射单元与该第二介质谐振器辐射单元、该第三介质谐辐射单元、该第四介质谐辐射单元的中心间距分别为操作频率波在真空中的半波长、倍半波长和半波长；第二介质谐振器辐射单元与该第三介质谐振器辐射单元、该第四介质谐振器辐射单元的中心间距为操作频率电磁波在真空中的半波长和倍半波长；第三介质振器辐射单元与该第四介质振器辐射单元的中心间距为操作频率电磁波在真空中的半波长；第一介质谐振器辐射单元、该第二介质谐振器辐射单元、该第三介质谐振器辐射单元和该第四介质谐振器辐射单元均为的陶瓷材料制成的圆柱体，物理尺寸完全相同。