[发明专利]一种平面超宽带圆极化天线

说明书

本发明涉及一种平面超宽带圆极化天线，包括介质基板、一个四分之一圆形的单极子辐射贴片、一条弯折的微带枝节线、一个圆形贴片、一条共面波导馈线、一对非对称的共面波导接地面，所述单极子辐射贴片与共面波导馈线相连接且均设置在介质基板上方，弯折的微带枝节线与单极子辐射贴片的左侧相连接；所述圆形贴片耦合在单极子辐射贴片的右侧；一对非对称的共面波导接地面分别设于共面波导馈线的左、右两侧。本发明结构设计简单、合理，天线尺寸紧凑，轴比带宽较大，馈电结构简单，具有较宽带宽，具有广阔的应用前景。

技术领域：

本发明属于微波天线技术领域，尤其涉及一种平面超宽带圆极化天线。

背景技术：

近年来，圆极化(CP)天线因其在发射机和接收机之间的定向角度上的灵活性、更好的移动性和天气穿透性以及减少多径反射，在导航、雷达、卫星和RFID系统等无线系统中引起了广泛关注。圆极化可以通过激发具有90°相位差的两个等振幅正交模来实现。印刷天线具有成本低、制造简单、轮廓低等优点，在CP天线设计中被经常采用。共面波导(CPW)馈电微带天线类似于孔径耦合微带天线，通过耦合槽将电磁(EM)能量耦合到辐射贴片上，而且结构简单，只有两个金属化水平的结构。CPW馈电具有小色散、低辐射损耗，最高可达毫米波频段。带有CPW馈电的微带天线也使有源器件的集成更容易，并允许在基板的一侧实现串联和分流连接，避免了孔连接。

为了增加室内通信和无线局域网范围，专家和学者设计了各种基于共面波导（CPW）的圆极化超宽带天线。

文献1：Chien-Yuan Pan and Chum-Chieh Su. CPW-fed modified rhombusslot antenna with circularly polarized radiation for UHF RFID fixed readerapplication. Journal of Electromagnetic Waves and Applications 34.4 (2020):559-569.提出了一种基于共面波导(CPW)馈电的菱线槽天线。该天线具有超高频带圆极化(CP)辐射，用于射频识别固定阅读器的应用。但天线尺寸较大，轴比带宽较小。

文献2：Xu Rui, Zhongxiang Shen and Steven Gao. Compact-Size Ultra-Wideband Circularly Polarized Antenna with Stable Gain and RadiationPattern. IEEE Transactions on Antennas and Propagation (2021).提出了一种具有序相馈电的超宽带(UWB)圆极化(CP)天线阵列。该元件实现了一个多共振单极子来实现UWBCP辐射。但是该天线的馈电结构复杂，尺寸较大。

圆极化天线不仅要求较好的轴比特性，还需要辐射圆极化波，并且对天线的宽频带、小型化和多功能等性能提出了更高的要求。具有宽AR带宽和阻抗带宽的单极子天线的设计仍然是天线设计者面临的一个具有挑战性的问题。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种平面超宽带圆极化天线。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种平面超宽带圆极化天线，包括介质基板、一个四分之一圆形的单极子辐射贴片、一条弯折的微带枝节线、一个圆形贴片、一条共面波导馈线、一对非对称的共面波导接地面，所述单极子辐射贴片与共面波导馈线相连接且均设置在介质基板上方，弯折的微带枝节线与单极子辐射贴片的左侧相连接；所述圆形贴片耦合在单极子辐射贴片的右侧；一对非对称的共面波导接地面分别设于共面波导馈线的左、右两侧。

进一步的，弯折的微带枝节线设置在单极子辐射贴片的左上方，且与单极子辐射贴片上方齐平。

进一步的，所述圆形贴片通过一条耦合缝隙在单极子辐射贴片的右上方进行耦合。