[发明专利]耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线及设计方法

说明书

本发明公开了一种耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线及设计方法。本发明的耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线中，馈电针与上层介质基板连接，馈电针与下层介质基板连接，馈电针底端与接地贴片电气绝缘；上层辐射贴片设于上层介质基板的顶面；下层辐射贴片设于下层介质基板的顶面；接地贴片设于下层介质基板的底面；上层辐射贴片和/或下层辐射贴片上设有电容贴片；馈电针与电容贴片电性连接；金属枝节设于上层介质基板、下层介质基板；金属枝节与接地贴片电性连接和/或金属枝节与下层辐射贴片电性连接。本发明具有小型化、增益带宽大、双频辐射、水平全向性能好、相位中心误差小、成本低的效果。

技术领域

本发明属于天线的技术领域，具体涉及一种耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线及设计方法。

背景技术

目前，公知的全球卫星导航系统的双频贴片天线一般采用层叠式设计，在给天线馈电时，为了获得良好的圆极化性能，对两层贴片分别采用四根馈电针馈电，这样整个天线就需要八根馈电针，这样增加了既天线的复杂度，八根馈电针又提高了馈电电路的设计难度与加工成本。

另一方面，现有的全球卫星导航系统的双频贴片天线也存在采用单馈电针实现圆极化的馈电形式来减少馈电针数目的结构，但这样往往难以获得良好的圆极化性能，而且调试起来难度较高。同时，现有的全球卫星导航系统的双频贴片天线，往往仅在个别频点的增益较高，带宽较窄，难以覆盖全球现有四大卫星导航系统所需要的全频段。

发明内容

为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本发明的第一目的在于提供一种耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线，本发明的第二目的在于提供一种耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线设计方法，具有频带宽、增益高、馈电点少的优点，能简化天线结构、馈电电路的复杂性和降低成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线，包括上层介质基板、上层辐射贴片、下层介质基板、下层辐射贴片、馈电针、金属枝节、接地贴片；

馈电针的数量为偶数根，每根馈电针均围绕一个中轴线在竖直方向上对称排列；馈电针的上半部分与上层介质基板连接，馈电针的下半部分与下层介质基板连接，馈电针底端与接地贴片电气绝缘；

上层介质基板的底面与下层介质基板的顶面连接；上层辐射贴片设于上层介质基板的顶面；下层辐射贴片设于下层介质基板的顶面；接地贴片设于下层介质基板的底面；

上层辐射贴片和/或下层辐射贴片上设有电容贴片，电容贴片与上层辐射贴片和/或下层辐射贴片之间设有环绕电容贴片的缝隙；馈电针的顶端与电容贴片电性连接和/或馈电针的中间位置与电容贴片电性连接；

金属枝节设有多个，分别设于上层介质基板、下层介质基板；设于下层介质基板的金属枝节，上半部分设于下层介质基板侧面，下半部分与接地贴片电性连接；设于上层介质基板的金属枝节，上半部分设于上层介质基板侧面，下半部分设于上层介质基板底面且与下层辐射贴片电性连接；

上层辐射贴片、下层辐射贴片、接地贴片、电容贴片均为金属材料。

优选地，上层介质基板的宽度小于或等于下层辐射贴片的宽度。

优选地，上层介质基板、下层介质基板均分别为以馈电针所围绕的中轴线立体对称的形状；

金属枝节在上层介质基板和/或下层介质基板绕中轴线对称排列。

优选地，金属枝节为金属铜材料，通过电镀依附于上层介质基板和下层介质基板。

优选地，耦合馈电缝隙与枝节加载的小型化圆极化天线还设有金属针；

金属针设于馈电针所围绕的中轴线上；金属针上半部分与上层介质基板连接，金属针下半部分与下层介质基板连接；