[发明专利]一种宽带宽波束低剖面圆极化天线

说明书

本发明涉及一种宽带宽波束低剖面圆极化天线，属于无线通信领域。该天线包括天线辐射组件和天线馈电组件；天线辐射组件包括主辐射贴片，围绕主辐射贴片四周放置的四个结构相同的耦合贴片及上层介质基板，天线辐射组件用于辐射信号；天线的馈电组件包括下层介质基板、印刷在下层介质基板下表面的一个输出四路等幅度、等90°相位差信号的功分器及贯穿上层介质基板与下层介质基板的四个铜柱，馈电组件用于对主辐射贴片进行馈电。本发明解决了现有圆极化天线存在的带宽窄、波束窄、剖面高的问题，满足汽车、飞机等通信系统收发天线对宽频带、宽波束、低剖面的要求。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及汽车、飞机、船舶等通信系统，具体涉及一种宽带宽波束低剖面圆极化天线。

背景技术

圆极化天线由于其特殊的极化模式，其在抗多径衰落的影响，降低极化匹配损耗，消除法拉第旋转效应等具有优势，因此圆极化天线被广泛应用于卫星、汽车、轮船等通信系统。随着通信系统的发展，进一步提出了大带宽，宽波束，低剖面的通信系统要求，进一步获得更高的通信速率、覆盖更多用户以及降低风阻。然而大多数圆极化天线阻抗带宽与轴比带宽较窄、波束较窄及剖面较高，不符合当下移动通信系统的使用要求。因此如何设计出宽带、宽波束且具有低剖面特点的圆极化天线成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宽带宽波束低剖面圆极化天线，解决现有圆极化天线的阻抗带宽、轴比带宽较窄、波束宽度较窄及剖面较高的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种宽带宽波束低剖面圆极化天线，包括：天线辐射组件和天线馈电组件；

所述天线辐射组件包括：主辐射贴片1、四个结构相同的耦合贴片2及上层介质基板7，用于辐射信号；所述主辐射贴片1设置在上层介质基板7的上表面；所述四个结构相同的耦合贴片2围绕主辐射贴片1四个边旋转90°放置；

所述天线馈电组件包括：下层介质基板8、功分器10及四个铜柱9，用于对主辐射贴片1进行馈电；所述功分器10能输出四路等幅度和等90°相位差信号，设置在下层介质基板8下表面；所述四个铜柱9贯穿上层介质基板7与下层介质基板8将功分器10四个输出端口(1001、1002、1003、1004)与主辐射贴片1连接起来，对其进行馈电；所述四个输出端口(1001、1002、1003、1004)输出四路等幅度和等90°相位差的信号。

进一步，所述主辐射贴片1四个边腐蚀有四个等大的矩形槽一3，其尺寸为W1×L3；所述主辐射贴片1的两条对角线上腐蚀有四个等大的矩形槽二4，其尺寸为W2×L4；在主辐射贴片1的中心腐蚀有圆槽5，其直径为R1；离主辐射贴片1的中心位置O距离为R2的位置设置有四个馈电点6，馈电点6靠近矩形槽二4的中部。

进一步，所述主辐射贴片1印刷于上层介质基板7的上表面。

进一步，所述的四个结构相同的耦合贴片2包括：均为矩形的第一垂直结构201、第一水平结构202，第二垂直结构203和第二水平结构204；

所述第一垂直结构201垂直于上层介质基板7且穿过上层介质基板7与上层介质基板7的下表面金属层相连，其尺寸为H3×L5；所述第一水平结构202印刷于上层介质基板7的上表面，其尺寸为W3×L6；所述的第二垂直结构203垂直于上层介质基板7，其尺寸为W4×L7；所述第二水平结构204平行于上层介质基板7，其尺寸为W5×L8，其中L6＝L7＝L8。

进一步，所述四个结构相同的耦合贴片2在主辐射贴片1的四周依次按90°旋转进行排列，且其第一水平结构202靠近主辐射贴片的边与主辐射贴片位置O的水平垂直距离为L9。

进一步，所述功分器10印刷于下层介质基板8的下表面。

进一步，所述四个铜柱9的直径均为0.6mm。