[发明专利]圆形极化的阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及圆形极化的阵列天线。

背景技术

对在毫米波区域(等效于在30-300GHz频率范围)中操作的天线存在商用需求。在用于高清电视数据的无线传输和用于高速因特网接入的无线个域网(WPAN)中，以及在视频点播以及用于替代固定线缆传输的短距离高数据率传输中，可以找到这种天线的应用。

对于在毫米波长以下(下至1GHz)操作用于无线局域网(WLAN)的天线，也存在类似需求。

对圆形极化天线感兴趣，因为其不需要以针对线性极化天线的方式来对准/定向，以发送或接收无线电波。圆形极化天线仅需要被导向另一圆形(或线性)极化天线。

典型地，在毫米波频率操作的已知圆形极化天线依赖于低温共烧陶瓷(LTCC)材料，并使用由波导馈电网络馈电的孔径阵列，如在Uchimura，H.，Shino，N.，and Miyazato，K.，“Novel circular polarized antenna array substrates for 60GHz-band，”2005 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest，pp.1875-1878，12-17 June 2005中所述。

圆形极化天线的另一示例由K.-L.Wong，J.-Y.Wu and C.-K.Wu，“A circularly polarized patch-loaded square-slot antenna”，Microwave and Optical Technology Letters，vol 23，no.6，pp.363-365，Dec.20，1999所教导。Wong等人教导了一种载有补片的方槽天线，使用矩形补片作为扰动元件，以由圆形极化辐射的两个正交的相移谐振模的槽来进行激励。

同样感兴趣的是在圆形极化天线中实现高增益和宽带宽，这不能通过上述两种示例性已知天线来实现。

1989年6月27日发布的、Tsao等人的美国专利No.4,843,400教导了一种在单个波导上安装的辐射补片元件的阵列，实现了比单天线元件的情况更大的孔径的合成。

P.S.Hall的论文“Application of sequential feeding to wide bandwidth，circularly polarised microstrip patch arrays”，IEE Proc.，Vol.136，Pt.H，No.5，Oct.1989，pp.390-398描述了对圆形极化的微带补片天线的馈电的顺序旋转以及与馈电相位的合适偏移耦合的阵列带来带宽和纯度方面的显著改进。

发明内容

本发明的目的是实质上实现并改进一个或多个高增益和宽带宽，使其易于进行划算的大量生产，或提供一种有用的备选方案。

相应地，提供了一种天线，包括：

单层介电基片；

接地平面，位于基片的上表面并仅覆盖所述上表面的一部分；

多个天线元件，也位于基片的所述上表面，每个天线元件具有在接地平面中形成的槽元件以及位于每个槽元件内的相应加载元件，所述天线元件被布置为规则阵列，其中每个相应槽元件在空间上相对于相邻的槽元件依次旋转，所述加载元件在激励下产生扰动；

微带馈电网络，位于基片的下侧，以向每个槽元件提供激励，并包括：不同长度的馈电件，与所述槽元件的空间旋转共同地依次电旋转；以及单个微带馈电点，延伸至所述基片的边缘以进行连接；以及

反射面，位置与基片的下侧平行并与基片的下侧分开；以及

其中，所述接地平面延伸以覆盖整个微带馈电阵列。

优选地，接地平面将基片覆盖至以下程度：除了所述接地平面覆盖所述馈电点的位置，接地平面的边缘与基片的边缘之间操作频率的至少1/2波长未被覆盖。反射器典型地至少具有与所述基片一样大的表面积。规则阵列典型地至少具有2×1的尺寸。可以提供外壳，该外壳在基片边缘支撑所述基片，并支撑或并入所述反射器。基片典型地由液晶聚合物材料形成。

公开了其他方面。

附图说明

图1A和1B分别是已知载有补片的方槽天线元件的平面视图和正视图。

图2是4×2阵列天线组件实施例的部分视图。

图3是示出了微带馈电网络的4×2阵列天线组件的平面视图。

图4是4×2阵列天线组件输入处的所计算的反射系数。

图5是4×2阵列天线组件的所计算的实现增益。

图6是4×2阵列天线组件的所计算的轴比。