[发明专利]一种多频带圆极化宽频交叉偶极子天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线通信领域，更具体地，涉及一种多频带圆极化宽频交叉偶极子天线。

背景技术

随着移动通信4G时代的到来以及向5G时代的迈进，在移动通信、微波能量收集和传输的领域中，交叉偶极子天线是被广泛采用的一种天线形式。由于偶极子是由两根导体组成的，其在中心馈电，总长度约为半波长，是交叉偶极子天线的基本单元。多个偶极子组合在一起，通过控制偶极子上电流的幅度比例、相位以及空间位置摆放的关系，就可以将多偶极子天线应用到基站天线、圆极化天线、MIMO天线和微波无线能量收集和传输等应用场景中。

对于圆极化天线，要求天线能在宽角度内实现低轴比，这样无论处在任何角度，天线都能很好的收到信号。对于如何拓宽频率-轴比带宽已有很多学者进行了大量的研究。随着现代通信系统多种通信标准或制式的同时存在，对天线的要求向多频化方向发展，因此设计一种容易实现、多频带的交叉偶极子天线是具有重大意义的。

发明内容

本发明为解决以上现有技术提供的天线只有单频带的缺陷，提供了一种多频带圆极化宽频交叉偶极子天线。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种多频带圆极化宽频交叉偶极子天线，包括介质基板、设置在介质基板上的第一偶极子、第二偶极子和同轴线；第一偶极子包括第一偶极子臂和第二偶极子臂，所述第一偶极子臂设置在介质基板的上表面上，第二偶极子臂设置在介质基板的下表面上，第一偶极子臂与第二偶极子臂设置在同一直线上；所述第二偶极子包括第三偶极子臂和第四偶极子臂，所述第三偶极子臂设置在介质基板的上表面上，第四偶极子臂设置在介质基板的下表面上，第三偶极子臂与第四偶极子臂设置在同一直线上；所述第一偶极子臂、第二偶极子臂所成的直线与第三偶极子臂、第四偶极子臂所成的直线垂直；所述第一偶极子臂与第三偶极子臂连接，第二偶极子臂与第四偶极子臂连接，所述第一偶极子臂、第三偶极子臂通过同轴线与第二偶极子臂、第四偶极子臂连接，所述第一偶极子臂与第三偶极子臂远离两者连接处的一侧的横向剖面形状为内凹状，所述第二偶极子臂与第四偶极子臂远离两者连接处的一侧的横向剖面形状为内凹状。

上述方案中，第一偶极子臂与第三偶极子臂远离两者连接处的一侧的横向剖面形状为内凹状，所述第二偶极子臂与第四偶极子臂远离两者连接处的一侧的横向剖面形状为内凹状。加长了天线的有效辐射面积，延长电流的有效流动路径，所以有着两个谐振频率和更宽的频带。因此本发明提供的天线的频带的宽度与现有技术相比也得到了提高。

优选地，所述第一偶极子臂与第三偶极子臂、第二偶极子臂与第四偶极子臂之间通过3/4圆环进行连接，3/4圆环的环宽从一端到另一端逐渐减小。3/4圆环在这里主要起到弯曲延时线的作用，弯曲延时线提供正交相位差，所以天线的阻抗匹配带宽更高，而且天线有圆极化特性。

优选地，所述同轴线包括内导体和外导体，其中内导体穿过介质基板后与第一偶极子臂、第三偶极子臂连接，外导体与第二偶极子臂、第四偶极子臂连接。

优选地，所述交叉偶极子天线还包括有设置在介质基板上表面的第一偶极子辐射枝节、设置在介质基板上表面的第二偶极子辐射枝节、设置在介质基板下表面的第三偶极子辐射枝节、设置在介质基板下表面的第四偶极子辐射枝节；第一偶极子辐射枝节与第三偶极子辐射枝节设置在同一直线上，第二偶极子辐射枝节与第四偶极子辐射枝节设置在同一直线上，第一偶极子辐射枝节、第三偶极子辐射枝节所在的直线与第二偶极子辐射枝节、第四偶极子辐射枝节所在的直线垂直，所述第一偶极子辐射枝节、第二偶极子辐射枝节与第一偶极子臂、第三偶极子臂连接，所述第三偶极子辐射枝节、第四偶极子辐射枝节与第二偶极子臂、第四偶极子臂连接。所述第一偶极子辐射枝节与第三偶极子辐射枝节、第二偶极子辐射枝节与第四偶极子辐射枝节组成另外的一对交叉偶极子，可使得天线在更低的频段也能实现阻抗匹配，即天线也能工作于更低的频段。因此本发明提供的天线具有能够在多频段工作的特性。

优选地，所述设置的第一偶极子辐射枝节、第二偶极子辐射枝节、第三偶极子辐射枝节和第四偶极子辐射枝节经过弯折处理。以实现减小天线面积的效果，从而实现天线的小型化。

优选地，所述第一偶极子辐射枝节、第二偶极子辐射枝节、第三偶极子辐射枝节和第四偶极子辐射枝节设置成弯曲盘旋结构。可以进一步减小天线的面积，更好的实现天线的小型化和紧凑性。

优选地，所述第一偶极子臂与第三偶极子臂远离两者连接处的一侧的横向剖面形状为内凹的三角状；所述第二偶极子臂与第四偶极子臂远离两者连接处的一侧的横向剖面形状为内凹的三角状。