[发明专利]多频圆极化层叠式微带天线

权利要求书

1.一种多频圆极化层叠式微带天线，其特征在于：所述天线是采用多层金属片与位于每两层金属片之间的介质板叠堆在一起而构成的多个圆极化的微带天线：通过同轴线内导体和外导体分别与上层金属片和接地板相连接进行馈电，并利用上层金属片与下层金属片之间的电磁耦合方式对位于其中间层的金属片进行馈电，藉此架构组成多个圆极化的微带天线：顶层金属片、顶层介质板和第二层的金属片形成一个工作于最高频率的微带天线，第二层金属片、第二层介质板和第三层金属片形成工作于次高频点的微带天线；直至底层金属片、底层介质板与接地板形成工作于最低频点的微带天线；且各层金属片与介质板的参数设计采用微带天线的传统方法，该天线的各个工作频率相对独立，能够实现任意多频点的组合。

2.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述天线在各个频段内的辐射特性和谐振特性分别取决于相应位置的上层金属片和介质板的电参数。

3.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述天线的金属片和介质板为矩形或正方形，且后者居多。

4.根据权利要求2所述的微带天线，其特征在于：所述天线的介质板的选择相对固定，供选择的不同介电常数材料包括：2.65、3.48、4.4或9.8多种；故该天线的参数与性能的设计关键是各层金属片。

5.根据权利要求4所述的微带天线，其特征在于：在设定介质材料后，所述天线的谐振频率决定于金属片的尺寸；正方形金属片的谐振频率与其边长之间的对应关系为：谐振频率其中，c为真空中的光速，L为正方形微带天线的长度，ε_r为介质材料为r的相对介电常数。

6.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述天线的馈电位置决定了该天线在谐振时的输入阻抗：由空腔模型获知矩形金属片的TM01模式的输入阻抗R₀₁的计算公式为:其中，L和W分别为矩形金属片的长度和宽度，h为介质板高度，Q为天线的品质因数，λ₀为真空中电磁波的波长，ε_r为介质材料为r的相对介电常数，d为馈电位置与矩形金属片边缘的距离。

7.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：根据微带天线的空腔模型理论，所述天线引入简并模分离单元能够实现圆极化特性，且根据馈电位置的不同有两种分离方式：位于金属片的中轴线上，或位于金属片的对角线上。

8.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述天线的金属片开设槽孔，能够减小天线尺寸，提高极化纯度和增加带宽；且槽孔的形状包括矩形、U型或T型的多种，形状、尺寸与位置合适的槽孔的天线性能与效果更理想。