[发明专利]一种具有对称波束的平板宽带圆极化天线

说明书

本发明公开了一种具有对称波束的平板宽带圆极化天线，包括上层介质基片和下层介质基片。上层介质基片中设有四个结构相同的圆极化子阵，下层介质基片中设有一个四路的等相位差功分器。本发明利用完全印刷电路工艺，设计实现了具有低剖面、宽频带的平板圆极化天线，适用于以第五代(5G)移动通信为代表的毫米波无线通信和卫星通信应用；本天线具有精度较高、重复性好的特性，同时还具有成本低、便于批量生产等优点。

技术领域

本发明涉及天线领域，特别是涉及一种具有对称波束的平板宽带圆极化天线。

背景技术

圆极化天线具有抗多径干扰、抗云雨衰减、抗极化失配等特点，是其他线极化天线所不具备的特点，因此常用于卫星通信和复杂环境通信。随和移动通信的发展，圆极化天线逐渐成为MIMO分集系统天线的重要组成之一。随着5G通信技术的发展，毫米波通信逐渐成为市场关注的热点，相关天线的研究也愈发广泛。同时，随着在6G以及未来通信的预期中，卫星通信作为空间组网的重要组成部分，对于具有优越性能的卫星通信天线也有越来越大的需求。因此，具备优良特性的圆极化天线将得到广泛的应用。

圆极化天线的设计和实现方式有很多，但随着工作频率的不断提高，仍然存在着大量设计难点，例如：

1.圆极化天线的工作频带由阻抗匹配、轴比特性和辐射增益三个指标来衡量判断。常规圆极化设计中，三个指标往往无法在相同的频带内实现最优，因此导致三个指标同时最优的工作频带往往是窄带的。尤其在低剖面、小型化的平板圆极化天线设计中，宽频带设计具有极大挑战性。

2.圆极化天线用于卫星通信或复杂通信时，通常对其辐射波束有特殊要求，例如为了尽可能保证在辐射区域内保持极化特性良好，通常要求辐射波束具有空间对称性或旋转对称性，这也就对圆极化天设计提出了更严格的要求。

3.在微波高频段或毫米波频段，对器件和整个系统有着小型化和便携性的要求，因此传统基于立体辐射单元的圆极化天线设计方案将不再使用，必须考虑平面结构的天线形式。而传统平面传输线，如微带线、共面波导等具有较大的损耗，其中空间辐射损耗会恶化天线的方向图特性。因此，必须采用具有空间封闭结构的基片集成波导方式来实现天线的馈电。

4.传统的基片集成波导结构法向辐射式天线，包括缝隙天线、谐振腔天线等形式，均不具备宽带辐射特性。综合3和4，在毫米波频段设计出具有平面结构、法向辐射和低损耗的基片集成波导天线具有很大的设计难度。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够克服现有技术中存在的缺陷的具有对称波束的平板宽带圆极化天线。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：