[发明专利]一种宽带圆极化贴片天线

说明书

本发明公开一种宽带圆极化贴片天线，包括介质基片、方形金属贴片元件、微带线、多组折叠耦合线组、三维金属地板和多个金属过孔；方形金属贴片元件、微带线和折叠耦合线组均位于介质基片的表面，三维金属地板位于介质基片的另一表面，方形金属贴片元件与微带线连接，微带线与折叠耦合线组连接，金属过孔穿透介质基片一端与折叠耦合线组连接形成并联谐振器，另一端与三维金属地板连接。本发明通过增加由金属过孔与折叠耦合线组形成的并联谐振器结构，实现拓展宽带特性的目的；同时使用微带线直接连接天线的方式，降低馈电电路的寄生辐射；并且天线辐射单元与馈电电路可以放置在介质基片的同一个表面上，便于加工和装配。

技术领域

本发明属于微波通信领域，具体涉及一种宽带圆极化贴片天线。

背景技术

圆极化贴片天线在卫星通信、GPS定位等方面得到广泛应用。随着无线通信系统不断更新换代，新的应用场合对无线通信系统中天线的性能要求越来越高。圆极化天线的工作带宽越来越宽。在更小的空间内需要集成更多的天线单元，故而天线的馈电电路需要减少寄生辐射，以降低对天线整体性能的影响。从市场产品角度考虑，天线单元和馈电电路印刷在同一个介质基片上可以减低加工和装配的成本。

传统的宽带圆极化贴片天线有使用多个寄生辐射单元，但是这样增大了天线的复杂度，不便于加工和装配。利用宽带90°移相器和Wilkinson功率分配器对贴片天线馈电，拓展天线带宽，但是功率分配器的隔离电路会吸收功率，降低天线的效率，不适应于大功率的发射天线。近年来，有学者使用耦合谐振器对天线进行馈电，实现宽带圆极化特性。然而，馈电电路中的耦合结构容易产生寄生辐射，影响天线的辐射方向图。因此，易于加工装配、馈电电路寄生辐射小，同时可以拓展宽频带特性的宽带圆极化贴片天线在无线通信系统中具有较大的实用意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种新型的宽带圆极化贴片天线，馈电电路使用多段微带线直接连接，再并联折叠耦合线谐振器，实现拓展宽频带特性的目的。同时天线馈电结构采用直接连接的方式，有利于减少馈电电路产生的寄生辐射，降低对天线辐射的影响，并且整个天线结构可以在单层介质板实现，便于加工。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种宽带圆极化贴片天线，包括厚度小于工作频点的波长的介质基片、方形金属贴片元件、微带线、多组折叠耦合线组、三维金属地板和金属过孔；所述方形金属贴片元件、所述微带线和所述折叠耦合线组均位于所述介质基片的表面，所述三维金属地板位于所述介质基片的另一表面，所述方形金属贴片元件和所述折叠耦合线组均与所述微带线连接，所述金属过孔穿透所述介质基片一端与所述折叠耦合线组连接形成并联谐振器，另一端与所述三维金属地板连接。

进一步优化的，所述微带线包括第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线和馈电微带线；

所述第一微带线和所述第二微带线的一端分别与所述方形金属贴片元件的相邻两条边连接，所述第一微带线的另一端与所述第三微带线的一端连接，所述第二微带线的另一端与所述第四微带线的一端连接；所述第三微带线和所述第四微带线的另一端相连接；所述馈电微带线的一端与所述第三微带线连接形成馈电端口。

进一步优化的，所述第一微带线和所述第二微带线均为四分之一波长微带线。

进一步优化的，所述第一微带线和所述第二微带线与所述方形金属贴片元件的相邻两条边连接的连接点为所述的方形金属贴片元件的两条边的中心点，优先的所述方形金属贴片元件为正方形形状。

进一步优化的，所述第一微带线和所述第二微带线的电长度在中心频率上均为90°。

进一步优化的，所述第三微带线和所述第四微带线的特征阻抗均为100欧姆。

进一步优化的，所述第三微带线和所述第四微带线之间的电长度相差90°

进一步优化的，所述馈电端口的阻抗为50欧姆。