[实用新型]一种新概念宽带圆极化天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波技术领域，特别涉及一种新概念宽带圆极化天线。

背景技术

圆极化天线在无线通信系统中的应用越来越受到人们的关注，因为圆极化天线不仅能够减少多径效应还能接收任意极化的来波，同时定向的圆极化天线既能够提供很高的安全性，同时能够提高信道的利用率。另外，天线若辐射左旋圆极化波,则只接收左旋圆极化波而不接收右旋圆极化波；反之亦然，这称为圆极化天线的旋向正交性，在移动通信的极化分集工作中可以利用圆极化天线的旋向正交性提高通信容量。圆极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时，旋向发生逆转，圆极化天线应用于移动通信中能抑制雨雾干扰和抗多径反射，实现频率复用，增大系统容量，提高通信质量。

当前圆极化天线的设计主要有两种方法：一种是基于行波的螺旋天线；一种是基于正交振子，使两个振子上面的电流幅度相等相位相差90度，从而辐射圆极化波。但是像螺旋天线这样的行波类型的圆极化天线一般都是立体的，占用体积较大，不利于系统集成，平面的螺旋天线的辐射方向图都是双向辐射，增益也会很低。正交振子实现的圆极化天线一般都需要外接匹配电路，或者是双馈电形式，结构复杂，很难制作。圆极化微带贴片天线受介质板材厚度限制，带宽有限，通常单层微带天线带宽都不到5％，即使采用很多层微带板堆叠，也只能展宽有限带宽，这样也限制了天线的应用范围。

为了获得宽带圆极化定向天线，设计人员提出了很多种方案来实现。采用缝隙耦合的馈电方式，而且是多层微带板层叠的形式，是一种常用的展宽带宽的一种方法。但是这种方法结构复杂，体积很大，制作工艺要求高。还有用L型探针耦合馈电，但是这种方法一般都需要外加匹配电路，而且一般都是双馈电形式，结构复杂，制作成本高。

综合看来，目前已有的宽带圆极化天线技术，很难在定宽频带和全平面三方面都实现较好的性能

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种新概念宽带圆极化天线。

本实用新型采用如下技术方案：

一种新概念宽带圆极化天线，包括天线辐射单元、介质基板、反射板及馈线，所述馈线与天线辐射单元连接，所述天线辐射单元蚀刻在介质基板上，所述介质基板通过支撑结构水平固定在反射板的上方，所述天线辐射单元包括两个弯折振子、两个寄生单元、共面微带线及T型微带线馈电结构，所述两个弯折振子、两个寄生单元及共面微带线蚀刻在介质基板的背面，所述T型微带线馈电结构蚀刻在介质基板的正面，所述两个弯折振子关于介质基板中心对称，所述共面微带线设置在介质基板的中轴线，由两个宽缝共面微带线及窄缝微带线构成，所述两个宽缝共面微带线分别给两个弯折振子馈电,所述弯折振子是非中心馈电结构。

所述弯折振子的弯曲角度为70-100度，所述弯折振子的长度为0.6λ～1λ，具体包括弯折振子水平部分及弯折振子垂直部分，所述弯折振子水平部分的长度与弯折振子垂直部分的长度比为0.6-1.4，其中λ为介质基板内频率2.2GHz所对应的波长。

寄生单元在所述弯折振子水平部分的下方，并与宽缝共面微带线连接，通过耦合增强天线的阻抗带宽。

所述T型微带线馈电结构逆时针旋转90度蚀刻在窄缝共面微带线上，其垂直部分横跨窄缝共面微带线的缝隙两端。

所述支撑结构是由绝缘材料制成的，支撑结构的高度为0.1λ～0.5λ，其中，λ为自由空间频率2.2GHz对应的波长。

所述宽缝共面微带线的特征阻抗180Ω～220Ω，所述窄缝共面微带线的特征阻抗80Ω～120Ω。

还包括一个非金属过孔，所述非金属过孔开在窄缝共面微带线上，且位于所述T型微带线馈电结构的垂直部分的下端，所述馈线为软同轴线，馈线的内芯穿过非金属化通孔与介质板正面的T型微带线焊接，馈线的外心与窄缝共面微带线焊接。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型具有全平面的简单结构，制作简便；

(2)本实用新型的天线辐射单元采用非中心馈电的弯折振子，有利于振子的两个正交的部分激励出幅度相等相位相差90度的表面电流，从而能使天线激励出圆极化波；

(3)通过在弯折振子的水平部分下面增加寄生单元，通过耦合增强天线的带宽；

(4)本实用新型结构新颖，天线结构对称，馈电结构简单，天线结构简单且全平面结构，组成部件少便于加工成型，具有宽频带，高增益，单向辐射的特性。

附图说明

图1是一种新概念宽带圆极化天线的结构示意图；

图2是图1中天线辐射单元的结构图；