[實用新型]一種共面波導饋電寬帶圓極化微帶天線

有效

• 申請號: 201520566541.0
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN204760545U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 易韻;羅康;段艷濤;王依剛;張波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: H01Q1/48
• 分類號: H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/38
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 于忠洲

技術領域

本實用新型涉及一種微帶天線，尤其是一種寬帶圓極化微帶天線。

背景技術

電小天線在無線通信系統和手持通信設備中應用廣泛。已有不少學者作了相關研究，如Hilbert、Koch、Peno、EBG等分形結構，但天線分形使其結構變得復雜，同時參數敏感性增強，加工精度要求提高。現有技術中，R.H.Chen采用C型環縫加載實現微帶天線小型化，然而天線地板較大(2.45GHz，60×60mm²)，H.Liu采用人工磁導體(AMC)結構實現小型化，然而阻抗帶寬較窄(相對帶寬0.8％，λ/12.5×λ/15.6×λ/47)，并且均為線極化天線。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種電小寬帶圓極化微帶天線。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種共面波導饋電寬帶圓極化微帶天線，包括矩形的介質基板、設置于介質基板上表面左下角處的L型地板、設置于介質基板上表面左上角和右下角的L型接地微帶條以及設置于介質基板上表面中心處的Y型微帶饋線；Y型微帶饋線的下端延伸至介質基板上表面的下邊緣處形成饋電端；在Y型微帶饋線的下端右側一體化設置有矩形調諧微帶條；在Y型微帶饋線的下端右側設有與右下角的L型接地微帶條一體化設置的矩形地板；饋電端介于L型地板和矩形地板之間，且在饋電端左右兩側存在等寬的條形縫隙；在L型地板與矩形地板之間沿介質基板上表面的左側邊緣、上側邊緣、右側邊緣以及下側邊緣連接有接地連接線，且接地連接線在介質基板的左側邊緣、上側邊緣和右側邊緣處均設有折疊段；L型接地微帶條的兩端分別垂直于所在頂角處的兩側邊緣，且介質基板左側邊緣的折疊段位于左上角的L型接地微帶條與左上角構成的環形回路內，介質基板右側邊緣處的折疊段位于右下角的L型接地微帶條與右下角構成的環形回路內。

采用在介質基板的左側邊緣、上側邊緣和右側邊緣處設置折疊段，使電流沿曲折路徑流過，從而減小天線電尺寸并保證足夠長的傳輸路徑，降低了天線軸比中心頻率，減小了天線體積并優化圓極化條件；采用在介質基板上表面左上角和右下角加載L型接地微帶條，改變地板縫隙的電流分布以實現圓極化輻射，保證天線的寬帶特性；采用矩形調諧微帶條能夠增加微帶饋線和右側L型接地微帶條之間的耦合，通過調節矩形調諧微帶條的寬度展寬輸入阻抗帶寬；采用介質基板上表面中心處設置Y型微帶饋線，降低了天線阻抗中心頻率，進而實現了小型化。

作為本實用新型的進一步限定方案，Y型微帶饋線的右側分支長度為14mm，左側分支長度為6～9mm，左側分支和右側分支的寬度均為3.1mm。隨著Y型微帶饋線的左側分支長度l的增加，天線阻抗中心頻率向低頻移動，軸比在1.65-2.1GHz的頻帶范圍內小于3dB，然而軸比特性在高頻部分變差，天線軸比帶寬小于阻抗帶寬，尤其是在低頻部分，因此，盡管天線的阻抗中心頻率還可通過增加Y型微帶饋線的左側分支長度l來繼續降低，但軸比帶寬會進一步變窄，所以將左側分支長度l設置為9mm為最優選擇。

作為本實用新型的進一步限定方案，矩形調諧微帶條的寬度為1.5～2.5mm，長度為13mm。由于矩形調諧微帶條和右側L型接地微帶條之間存在較強的耦合，矩形調諧微帶條在調節天線阻抗的同時對軸比也有一定的影響，當矩形調諧微帶條的寬度w大于2.5mm時，阻抗和軸比特性都變差，所以將矩形調諧微帶條的寬度設置為2.5mm為最優選擇。

作為本實用新型的進一步限定方案，折疊段呈U形凹陷折疊，且左側邊緣和右側邊緣處的折疊段的凹陷深度m為9～10mm，上側邊緣的折疊段的凹陷深度n為8～9mm，折疊段使得軸比中心頻率逐漸向低頻偏移，阻抗中心頻率幾乎保持不變。然而，軸比特性對折疊段的凹陷深度參數較為敏感：當m大于10mm時，軸比在高頻部分(2.15GHz)惡化劇烈；當n大于9mm時，軸比在1.9GHz附近惡化劇烈，所以m和n的最優尺寸分別為10mm和9mm。

本實用新型的有益效果在于：(1)采用在介質基板的左側邊緣、上側邊緣和右側邊緣處設置折疊段，使電流沿曲折路徑流過，從而減小天線電尺寸并保證足夠長的傳輸路徑，降低了天線軸比中心頻率，減小了天線體積并優化圓極化條件；(2)采用在介質基板上表面左上角和右下角加載L型接地微帶條，改變地板縫隙的電流分布以實現圓極化輻射，保證天線的寬帶特性；(3)采用矩形調諧微帶條能夠增加微帶饋線和右側L型接地微帶條之間的耦合，通過調節矩形調諧微帶條的寬度展寬輸入阻抗帶寬；(4)采用介質基板上表面中心處設置Y型微帶饋線，降低了天線阻抗中心頻率，進而實現了小型化。

附圖說明