[发明专利]一种加载L型枝节的圆极化毫米波微带天线

说明书

本发明涉及一种加载L型枝节的圆极化毫米波微带天线，属于无线通信领域。天线属于单层结构，天线辐射面和馈线结构分别位于介质板的上下表面。包括RT/duroid 5880介质基板、方形槽、一对倒L型微扰条以及锤形微带馈线；方形槽位于介质板上的天线辐射表面，方形槽的外边界与介质板的边界重合；两个倒L型微扰条分别位于方形槽的对角处，且与方形槽相连接；锤形微带馈线位于介质板的下表面，处于介质板中间偏右位置，馈线底部与介质板边界接触，形成天线的馈电端。本天线的工作频段位于5G FR2频段之内，阻抗带宽提升明显，圆极化辐射性能良好，结构简单，尺寸较小，具有一定的应用价值。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种加载L型枝节的圆极化毫米波微带天线。

背景技术

第五代(5G)移动通信技术正在迅速发展普及中。相比4G，5G通信具有高速率、超低时延、大容量、高可靠等优点，可满足当今社会日益增长的数据传输需求。5G通信标准首次将毫米波频段作为其FR2通信频段，从而为5G网络提供极致的数据传输速度和超大容量。因此，研究与设计可用于5G移动设备的毫米波天线是近年来的研究热点。

相比线极化天线，圆极化天线由于具有减少极化失配和有效抑制毫米波多径效应等优点，所以圆极化天线较适用于5G网络中设备到设备(D2D)的无线通信。

设计圆极化毫米波天线的现有技术方案较多，这里列举其中几种：①通过两个平行的电偶极子和磁偶极子且以90°的相位差激励它们，从而激发圆极化辐射特性。②通过一个带有双圆透镜的共形偏振器来产生圆极化辐射模式。③在阿基米德螺旋辐射器上添加异形环的结构辐射圆极化波。

第①种技术方案中的天线直径仅有0.38mm，结构较简单，谐振频率为28GHz，但是阻抗带宽较窄，只有8％。

第②种技术方案中的天线谐振频率为29GHz，阻抗带宽达到34.5％(24GHz～32GHz)。但是该天线的结构过于复杂，天线实物需要借助3D打印来完成，制作工艺比较复杂，天线的实际工程应用价值较小。

第③种技术方案中的天线的阻抗带宽可以达到46.63％，增益最高为6.49dBi，但是天线的物理尺寸较大，长度达到30mm，不利于天线集成到通信设备中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加载L型枝节的圆极化毫米波微带天线，解决天线带宽较窄、结构较复杂等问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加载L型枝节的圆极化毫米波微带天线，包括RT/duroid5880介质基板、方形槽、两个倒L型微扰条以及锤形微带馈线；

方形槽位于介质板上的天线辐射表面，方形槽的外边界与介质板的边界重合；

两个倒L型微扰条分别位于方形槽的对角处，且与方形槽相连接；

锤形微带馈线位于介质板的下表面，处于介质板中间偏右位置，馈线底部与介质板边界接触，形成天线的馈电端；

天线辐射表面的方形槽和两个倒L型微扰条用来激发两个振幅相同、相位差为90°的正交模，从而辐射圆极化波。

可选的，所述天线的工作频段位于5G FR2频段之内，谐振频率为24.4GHz。

可选的，所述介质基板的下表面的锤形微带馈线，不与天线辐射表面位于同一平面上，通过临近耦合馈电的方式，将能量传递给天线的辐射表面，从而有效扩展天线带宽。

可选的，所述方形槽位于天线辐射表面，为正方形结构，边长为5.5mm；位于方形槽对角处的倒L型微扰条长度为2.2mm，宽度为1.6mm。

可选的，所述微带馈线为下宽0.65mm，上宽0.904mm，高2.65mm的锤形结构；微带馈线结构中心位于方形介质基板中心线右侧0.225mm处。