[实用新型]一种超宽频天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，特别涉及一种超宽频天线，可用于全球微波互联接入Wimax，无线局域网WLAN，特高频X雷达波段和特高频Ku雷达波段进行通信。

背景技术

微带天线以其结构简单、低剖面、一维小型化以及易集成等特点，满足了现代无线通信系统发展的趋势和要求，得到越来越广泛的应用。一个无线通信系统的优劣，取决于天线、发射机功率、接收机灵敏度和信号处理等方面，而天线则起到关键性的作用。与以往的单制式通信标准相比，目前的营销商更希望不同的技术标准可以应用在同一天线中，针对完全不同的网络采用不同的通信编码方式，这就要求天线具有多种性能。超宽频多带圆极化天线融合了超宽频天线和多带圆极化天线的特性，具有很高的科研价值。超宽频天线的实现使天线覆盖了一定无线通信范围内的所有波段，为系统提供多种通信信道，满足了天线收发一体化及其扩展通信容量的需求，并简化了系统结构。超宽频多带圆极化天线，在超宽频通带实现多个工作带内的圆极化工作模，实现频率和极化复用，不仅能提高天线性能，而且在很大程度上能降低整个无线通信系统的成本。超宽频多带圆极化天线，被普遍应用于雷达卫星、射频识别、导航遥感、电子侦察和干扰等系统中，主要实现地面通信的极化分集、极化隔离；移动电台、卫星通信的收发共用、频率共用、频率捷变、抗多径衰落等。然而由于天线本身的多功性能，导致了天线结构的复杂化。

微带天线基本上可以分为微带贴片天线、微带行波天线和微带缝隙天线三类；微带贴片天线按贴片的不同形状可分为矩形微带天线、圆形微带天线、三角形、五角形、椭圆以及其他可能的几何图形微带天线；按实现方法大致可分为两类，即单层结构实现的微带天线和层叠结构实现的微带天线；微带天线馈电方式也有多种，实际中应用最多的是同轴线馈电、微带线馈电和缝隙耦合馈电三种方式。

目前，国内外进行了有关天线实现超宽频多带圆极化特性的一系列研究工作，并取得了一些成果。研究中多采用单极子天线结构，来实现天线的超宽带特性，方法简单易行，但这种天线的极化模式一般为线极化，较难实现天线的多带圆极化功能。有些研究人员在天线中采用多个正交的馈源或多层介质基板，来实现多带圆极化特性，这种结构虽然圆极化性能良好，但天线很难实现超宽带特性，且本身增加了天线的复杂性和不同频段和极化间的耦合，导致天线成本和调试难度的增加。还有些研究采用的是由曲线微带线构成的多带圆极化天线，这种结构形式不规则，无法用数值方法确定其馈电位置，在实际中不常见，而且结构相对复杂，主要依靠实际的工程经验来实现其目的，在实际应用中受到了一定的限制。上面各种方法由于本身存在的不足，限制了其在移动终端和卫星通信领域的应用。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提出了一种结构简单、具有四带圆极化特性的超宽频天线，以满足移动终端和卫星通信系统的需求。

为实现上述目的，本实用新型包括：

金属地板，方形介质基板，辐射贴片，馈电枝节，匹配枝节和微带线馈源，所述辐射贴片通过馈电枝节和匹配枝节与微带线馈源进行电连接，该辐射贴片、馈电枝节和匹配枝节均印制在方形介质基板的正表面上，呈轴对称结构，所述金属地板刻蚀有T型槽，用以实现天线低频处两个波段的圆极化，其特征在于：

所述辐射贴片的中心位置上刻蚀有极化孔，该极化孔的边缘设有两个相互正交的矩形缝隙，两缝隙的交点与极化孔的中心点重合。

所述辐射单元为圆形或矩形或椭圆形贴片。

所述辐射单元上刻蚀的极化孔用圆形或方形或椭圆形结构。

所述金属地板的长宽比为3，用作辐射贴片的辐射反射板。

所述圆形辐射贴片的半径为6mm-12mm。

所述圆形极化孔的半径在1.5mm-3mm范围内可调。

所述两个矩形缝隙长度不等，宽度相等，长度在8mm-15mm范围内取值，宽度在0.1mm-1mm范围内取值。

所述微带线馈源放置在方形介质基板的边缘。

所述方形介质基板的介电常数介于1-10之间。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型由于在辐射贴片上刻蚀有两个矩形缝隙，相互正交放置，交点与辐射贴片的中心点重合，通过改变辐射贴片上电流流经的路径，减小了天线所需辐射贴片的面积。

2.本实用新型由于在辐射贴片上刻蚀有一个极化孔，增加了辐射贴片上电流的电长度，从而减小了天线所需辐射贴片的面积。

3.本实用新型由于采用匹配枝节调节天线的馈电，从而改善了工作频段内的阻抗匹配特性，提高了天线的辐射效率。