[發(fā)明專利]一種寬波束寬度小尺寸的圓極化天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110124566.1
• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102280704A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳壁群
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東博緯通信科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q19/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圓極化天線，尤其是涉及一種寬波束寬度小尺寸的圓極化天線。

背景技術(shù)

近年來，雷達(dá)、全球定位系統(tǒng)、蜂窩通信等無線電通信技術(shù)發(fā)展迅猛。對無線電通信持續(xù)增長的需求使越來越多的研究者投入到無線電通信系統(tǒng)的創(chuàng)新開發(fā)之中。在無線電通信系統(tǒng)中，天線是一個核心元件。和線極化天線相比，圓極化天線具有更寬的接收和發(fā)射方位角，更好的移動性，以及更好的天氣適應(yīng)性等優(yōu)點，所以被更廣泛地應(yīng)用在無線電通信當(dāng)中。

衛(wèi)星通訊要求圓極化天線具有寬視場角，一些特殊的設(shè)備甚至要求圓極化天線的波束寬度達(dá)到100°以上。同時，圓極化天線還必須具有高增益以及在正負(fù)10°的范圍內(nèi)都以圓極化方式工作（低軸比）。由于大部分衛(wèi)星系統(tǒng)要求重量輕、尺寸緊湊、成本低以及容易實現(xiàn)量產(chǎn)，所以和其它圓極化天線相比，貼片天線特別適合與衛(wèi)星通信。

通常，圓極化天線可以劃分為兩種類型：一種是單饋電形式的圓極化天線，另一種是雙饋電形式的圓極化天線。單饋電天線的結(jié)構(gòu)相對簡單，因為它不需要外部饋電網(wǎng)絡(luò)來提供兩個正交振蕩模。然而，傳統(tǒng)的單饋電天線的軸比帶寬非常窄（1%或者更小）。提高軸比帶寬的方法之一是在輻射器上面添加刻槽。Ka-Lam?Lau,Hang?Wong?and?Kwai-Man?Luk，在《A?full-wavelength?circularly?polarized?slot?antenna》（刊載于IEEE?Trans.Antennas?Propagat.，vol.54,no.1,pp.741-743,Feb.2006）提出用正交刻槽來達(dá)到超過5%的軸比帶寬和11dBi的增益，但是其天線尺寸過大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷提出一種能實現(xiàn)更大的尺寸縮小幅度且產(chǎn)生非常寬的寬波束寬度小尺寸的圓極化天線。本發(fā)明所要進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中單饋電圓極化天線軸比帶寬非常窄的缺陷，提出一種軸比帶寬比較寬的圓極化天線。

本發(fā)明的技術(shù)問題是這樣加以解決的：

一種寬波束寬度小尺寸的圓極化天線，包括接地反射面、介電質(zhì)基板、覆蓋于介電質(zhì)基板一側(cè)的金屬貼片、一連接接地反射面和金屬貼片的同軸線；所述方形金屬貼片上設(shè)有兩個呈正交分布的終端開路的刻槽。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述接地反射面為方形接地反射面，所述金屬貼片為方形金屬貼片。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述介電質(zhì)基板的相對介電常數(shù)為2.33，尺寸為0.316λ×0.316λ，其中λ為天線工作波長。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述方形金屬貼片刻槽的長度為0.316λ，兩個呈正交分布的所述刻槽將金屬貼片以正交點為中心按順時針方向分割為第一矩形貼片、第二矩形貼片、第三矩形貼片和第四矩形貼片，其中第一矩形貼片和第四矩形貼片的尺寸相同，均為0.020λ×0.156λ；第二矩形貼片和第三矩形貼片C的尺寸相同，均為0.293λ×0.156λ，其中λ為天線工作波長。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述介電質(zhì)基板的相對介電常數(shù)為2.33，厚度為1.57mm，所述方形金屬貼片刻槽的寬度為0.30mm。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述介電質(zhì)基板與金屬貼片通過所述同軸線支撐于所述接地反射面之上；同軸線的外殼與第二矩形貼片相連接，同軸線的軸線通過一直交銅橋與第四矩形貼片相連接。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述接地反射面的四個角出各連接有一個終端開路的短路柱狀物，柱狀物的軸線垂直于接地反射面且與上方的金屬貼片的邊緣角對齊，短路柱狀物的高度小于所述接地反射面與介電質(zhì)基板的垂直距離。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述接地反射面的尺寸為0.394λ×0.394λ,?柱狀物的高度為0.138λ，其中λ為天線工作波長。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述接地反射面與介電質(zhì)基板的垂直距離為0.143λ，其中λ為天線工作波長。

上述圓極化天線進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案是，所述直交銅橋的短邊為1.00mm，長邊為5.40mm。