[发明专利]一种适用于阵列的宽带圆极化天线

摘要

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及圆极化天线。本发明克服了传统微带圆极化天线带宽较窄的不足，提出了一种宽带圆极化微带天线，将通常情况带宽不足5％提高至25％，并且保证天线优良的圆极化特性。本发明天线采用平衡式4端口馈电，保证天线在较宽的角度范围内具有良好的圆极化特性,同时在Theta≥60°时亦能轴比小于3dB实现很好的圆极化，为DOA和波束成形提供了实现的可能。

主权项

1.一种适用于阵列的宽带圆极化天线，其特征在于，包括：一阵列单元模块，所述阵列单元模块采用平衡馈电增厚型圆形贴片微带天线，所述微带天线介质基片采用rogers 4350板材，采用所述平衡馈电增厚型圆形贴片可以增加天线的厚度以此增加天线带宽，所述阵列单元模块为多个天线单元组合放置，所述天线单元组合包括水平向天线单元、倾角为θ′天线单元和顶向天线单元，所述天线单元通过单刀三掷开关分时工作，所述天线单元之间间隙为5mm，所述水平向天线单元覆盖倾角θ＝80°～100°空间，顶向为θ＝0°点，所述倾角为θ′天线单元覆盖θ＝40°～80°空间，所述顶向天线单元覆盖θ＝0°～40°范围，所述平衡馈电增厚型圆形贴片微带天线包括一天线辐射腔，所述天线辐射腔由介质层一、介质层二、空气层构成，所述空气层用于扩展宽带圆极化微带阵列天线带宽，所述介质层一和介质层二合称为介质层，所述介质层介电常数εr为3.48，所述介质层一上表面与平衡馈电增厚型圆形贴片相连，所述介质层一下表面与空气层接触，所述介质层二上表面通过一层金属片接地，所述介质层二下表面与馈电微带线相连，4个馈电金属柱在所述平衡馈电增厚型圆形贴片内呈对称分布，4个馈电端口同时提供不同的相位，实现平衡馈电，所述4个馈电端口与4根馈电金属柱顶端相接，所述4根馈电金属柱通过过孔与所述微带馈电线相连，用于抵消所述天线辐射腔的高次模，提供良好的圆极化特性，信号从入口处进入，经过3个Wilkinson功分器功分出四个馈电端口，再经过4个金属柱与上层介质的上表面金属片连接，金属柱半径r＝1.5mm，4个金属柱以平衡馈电增厚型圆形贴片的圆心为中心等间距对称分布，间距d＝4.675mm，两层介质和接地金属片均留有四个过孔供4个金属柱穿过，通过功分器输出微带线不等长使对立两个馈电口形成90°相位差，从而形成一个宽带圆极化天线；一导体墙，所述导体墙底部与所述介质层二上表面相接，所述导体墙设置于每个单元天线沿接地面边缘周围，所述导体墙高度为3mm，所述导体墙用于降低天线单元之间的耦合。