[實用新型]加載寄生圓環的寬波束圓極化微帶天線

有效

• 申請號: 201320174564.8
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN203288756U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 褚慶昕;潘澤坤;林偉鑫
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q1/38;H01Q21/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型涉及圓極化衛星定位導航天線，尤其涉及加載寄生圓環的寬波束圓極化微帶天線。

背景技術

目前，全球衛星定位導航已成為一個高速發展的產業，中國自行組建的北斗導航系統的服務范圍預計在未來十年內覆蓋全球，而作為無線通信系統的咽喉要道——圓極化天線對該系統起到至關重要的作用。

根據衛星導航系統的工作原理，在垂直面的信號當中，對系統定位精度貢獻最大的是靠近地面的低仰角信號，天頂信號雖易于發射與接收，但對定位作用不大。這樣，為了提高系統的定位精度，一般要求圓極化天線具有較高的低仰角增益（即較寬的垂直面波瓣寬度），尤其對于目前的北斗系統，衛星比較少，對天線的低仰角增益提出了苛刻的要求，然而目前的平面圓極化天線普遍存在因垂直面波瓣寬度較窄而導致低仰角增益不足的問題。

四臂螺旋天線和平面微帶天線都可以形成半球狀的圓極化波束，是衛星定位系統常用的兩種天線結構形式。四臂螺旋天線具有較寬的垂直面波瓣寬度，但是其剖面較高，且需要額外的饋電網絡，結構復雜，工作效率不高。

微帶天線由于具有低剖面、易集成和批量一致性好等優點，得到了越來越廣泛的應用。一般情況下，微帶天線的垂直面波瓣寬度較窄，約為70°-90°，難以滿足實際應用中較高的低仰角指標要求。

為了增大微帶天線的垂直面波瓣寬度，最簡單的辦法是減小地板的大小和增大基板的介電常數，但這兩種方法的效果很有限，而且會帶來工作效率下降、生產難度和成本增大等新的問題。另外，通過加載錐形圓臺的方法可以有效地增大波瓣寬度，從而提高低仰角增益，但是會從根本上改變平面微帶天線低剖面的特性。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供了加載寄生圓環的寬波束圓極化微帶天線；克服傳統圓極化天線垂直面波瓣寬度較窄，方向圖不易調節的問題。

本實用新型通過下述技術方案實現：

加載寄生圓環的寬波束圓極化微帶天線，包括上基板、下基板，

上基板和下基板之間設置有固定柱，所述下基板的上表面設置有主輻射單元，上基板的上表面設置有寄生圓環貼片單元，下基板的底面設置有地板。

所述主輻射單元與地板之間設置有激勵端口。

所述主輻射單元是由一個圓形貼片和位于圓形貼片直徑上的一對矩形外邊緣突起組成。

所述外邊緣突起和激勵端口在圓形貼片的圓心處所成的夾角為45°。

所述主輻射單元的形狀為圓形、橢圓形、矩形或者三角形中的任意一種。

所述寄生圓環貼片單元的周長大于兩個波長。

本實用新型相對于現有技術，具有如下的優點及效果：

1、在保持平面微帶圓極化天線良好的輻射性能的同時，能有效地拓寬垂直面波瓣寬度，從而提高低仰角增益，并且調試方便。

2、與已有的寬波束圓極化天線相比，本實用新型具有更簡單的結構，更小的尺寸，更輕的重量，從而可以降低生產成本，適用于各種小型終端設備中。

附圖說明

圖1為本實用新型寄生圓環貼片單元結構示意圖。

圖2為本實用新型正視結構示意圖。

圖3為本實用新型主輻射單元結構示意圖。

圖4是本實用新型加載寄生圓環貼片單元前后分別對應的右旋增益曲線。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。

實施例

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型加載寄生圓環的寬波束圓極化微帶天線，包括上基板1、下基板2，上基板1和下基板2之間設置有固定柱6、7、8、9，所述下基板2的上表面設置有主輻射單元4，上基板1的上表面設置有寄生圓環貼片單元3，下基板2的底面設置有地板10。所述主輻射單元4與地板10之間設置有激勵端口5。固定柱6、7、8、9可采用絕緣柱子或者金屬柱子。

主輻射單元4是由一個圓形貼片和位于圓形貼片直徑上的一對矩形外邊緣突起4-1組成。所述外邊緣突起4-1和激勵端口5在圓形貼片的圓心處所成的夾角為45°。

所述主輻射單元4的形狀為圓形、橢圓形、矩形或者三角形中的任意一種。但是在實際應用中，只要能產生圓極化的輻射性能即可。外邊緣突起4-1也可換成向內凹陷、切角或者在貼片上添加微擾電阻等，也可達到同樣效果。