[發明專利]一種小型寬帶寬波束圓極化微帶天線

無效

• 申請號: 201210337989.6
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102904009A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 郭倩;梁仙靈;葉聲;金榮洪;耿軍平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/08;H01Q15/24
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

????本發明涉及衛星通信領域，具體而言，涉及一種圓極化天線，特別是一種小型寬帶寬波束圓極化微帶天線。

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背景技術

?近年來，隨著通信技術的迅速發展，衛星通信技術在日常生活及軍事通信中得到了更加廣泛的應用。圓極化天線由于具有抑制雨霧干擾、抗多徑反射、可以很好的接收各種極化方式的來波等優點，被廣泛地應用于各種衛星通信中。特別是衛星導航系統中多選用具有較寬的軸比帶寬和較寬的3dB軸比波束寬度的圓極化天線以接受小功率信號。

?圓極化微帶天線有多種實現方式，按饋電方式的不同可以分為兩類：單饋點法和多饋點法。采用單饋點法時，天線只有一個饋電點，通過在輻射貼片上開槽、挖角等微擾技術得到兩個極化正交的簡并模，從而實現圓極化輻射。單饋點法饋電結構簡單，但其阻抗帶寬和軸比帶寬都較窄，限制了其應用范圍。多饋點法一般包括兩點饋電和四點饋電。兩點饋電通過饋電網絡得到兩個幅度相等相位相差90°的射頻信號，激勵輻射貼片獲得圓極化輻射。兩點饋電可以得到較寬的阻抗帶寬和軸比帶寬，但其3dB軸比波束寬度一般只有70°，無法滿足某些應用場合中軸比寬波束的要求。四點饋電與兩點饋電相似，通過饋電網絡得到四個幅度相等相位依次相差90°的射頻信號，進而實現圓極化。四點饋電使得激勵貼片上表面電流的路徑更為規則，故天線的圓極化性能更好，3dB軸比波束寬度更寬。

目前，國內外對寬波束圓極化天線進行了一系列的研究并取得了一些成果。研究中多采用四臂螺旋天線和四點饋電介質諧振器天線，來實現天線的寬波束圓極化特性。Gabriel?Massie等人在IEEE?Antennas?and?Wireless?Propagation?Letters?2010年第九期發表了論文“A?New?Wideband?Circularly?Polarized?Hybrid?Dielectric?Resonator?Antenna”。該論文介紹一種四個饋電點縫隙耦合激勵介質諧振器天線，實現寬帶寬波束圓極化。其阻抗帶寬為50%，3dB軸比帶寬為28.5%，3dB軸比波束寬度大于100°，但天線高度為0.116λ。有些研究人員采用微帶天線，選擇多種微擾方式組合實現較寬的3dB軸比波束寬度，但其軸比帶寬較窄，調試也有一定難度。Nasimuddin等人2010年在IEEE?Trans.on?Antennas?and?Propagation上發表了一篇論文“Asymmetric-Circular?Shaped?Slotted?Microstrip?Antennas?for?Circular?Polarization?and?RFID?Applications”，文中給出了一種微帶天線，在矩形貼片的對角線上開有四個不同半徑的圓形縫隙，通過調節四個圓形縫隙的半徑，實現寬波束圓極化。該天線尺寸僅為0.27λ×0.27λ×0.0137λ，其3dB軸比波束寬度為100°。但其軸比帶寬較窄，為1.2%。綜上所述，圓極化天線的低剖面、寬頻帶和寬波束特性較難同時得到滿足。

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發明內容

????本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種同時具有低剖面、易加工、較寬的阻抗帶寬和軸比帶寬、較寬的波束寬度等優點的小型化寬帶寬波束圓極化微帶天線，以滿足衛星通信等領域的要求。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

?一種小型寬帶寬波束圓極化微帶天線，包括：包括：若干寄生貼片、第一層介質板、若干激勵貼片、第二層介質板、金屬地板、第三層介質板、天線端口和饋電網絡，所述若干寄生貼片位于第一層介質板的上表面，所述若干激勵貼片位于第二層介質板的上表面，所述饋電網絡位于第三層介質板的下表面，所述金屬地板位于第二層介質板與第三層介質板之間，寄生貼片和激勵貼片通過金屬通孔與金屬地板相連接，激勵貼片與饋電網絡通過探針相連接，天線端口固定于金屬地板一側。

依照本發明較佳實施例所述的小型寬帶寬波束圓極化微帶天線，所述若干寄生貼片在所述第一層介質板的上表面呈旋轉對稱結構。

依照本發明較佳實施例所述的小型寬帶寬波束圓極化微帶天線，所述寄生貼片的個數為四個。

依照本發明較佳實施例所述的小型寬帶寬波束圓極化微帶天線，所述寄生貼片呈矩形。

?依照本發明較佳實施例所述的小型寬帶寬波束圓極化微帶天線，所述若干激勵貼片在所述第二層介質板的上表面呈旋轉對稱結構。

?依照本發明較佳實施例所述的小型寬帶寬波束圓極化微帶天線，所述激勵貼片的個數為四個。