[發(fā)明專利]一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010209620.1
• 申請日: 2020-03-23
• 公開（公告）號: CN111403907B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡偉;李長江;馮天喜;劉學康;錢龍;胡志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q9/28;H01Q9/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，天線包括四層介質(zhì)板，第一層介質(zhì)板（1）包括印刷在其上的四個非對稱偶極子，每個偶極子包含外側(cè)的長臂（5）和內(nèi)側(cè)的短臂（6）；第二層介質(zhì)板（2）包括印刷在其上的大、小方形金屬貼片（7、8），大、小方形金屬貼片（7、8）分別對應(yīng)印刷在長臂（5）和短臂（6）正下方的第二層介質(zhì)板（2）上；第三層介質(zhì)板（3）包括印刷在其上層的地板（17）和下層的饋電網(wǎng)絡(luò)（11）；第四層介質(zhì)板（4）包括四個印刷有寬帶巴倫結(jié)構(gòu)的垂直介質(zhì)板（18）；

所述四個垂直介質(zhì)板分別穿過第一、二、三層介質(zhì)板，通過寬帶巴倫結(jié)構(gòu)分別連接四個非對稱偶極子、地板（17）和饋電網(wǎng)絡(luò)（11），實現(xiàn)寬頻帶低剖面圓極化天線的輻射；

大方形金屬貼片（8）和小方形金屬貼片（7）按照陣列順序排列構(gòu)成人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中大方形金屬貼片周期地對應(yīng)在長臂下方，小方形金屬貼片周期地對應(yīng)在短臂下方；

長臂（5）是由直角三角形切角而成的五邊形金屬貼片，切角部分均為直角三角形；短臂（6）是由菱形切角而成的金屬貼片，切角部分均為三角形；

長臂（5）旋轉(zhuǎn)對稱地分布在短臂（6）外側(cè)；長臂（5）直角三角形短邊切角與短臂（6）菱形切角之間通過垂直介質(zhì)板（18）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，所述垂直介質(zhì)板（18）分別相對于第一、二、三層介質(zhì)板的邊垂直分布；所述第一、二、三層介質(zhì)板為面積相同的矩形，第四層介質(zhì)板（4）頂部設(shè)為矩形凸起。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，所述寬帶巴倫包括巴倫饋電部分（10）和巴倫接地部分（9），所述巴倫饋電部分（10）位于垂直介質(zhì)板（18）的外側(cè)，為一個帶有延伸段的倒U形結(jié)構(gòu)，延伸段為50Ω微帶線，倒U形為阻抗變換微帶線；

所述巴倫接地部分（9）位于垂直介質(zhì)板（18）內(nèi)側(cè)，為一個與垂直介質(zhì)板（18）等寬的矩形接地金屬貼片，在矩形接地金屬貼片上設(shè)有垂直的盲槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)（11）包括印刷在第三層介質(zhì)板（3）上的三個二階威爾金森功分器（16）和一個90°寬帶移相器（15），所述二階威爾金森功分器（16）和90°寬帶移相器（15）的饋線末端均為一分二的端口；

二階威爾金森功分器（16）末端端口分別連接第二個二階威爾金森功分器和90°寬帶移相器（15）末端端口，90°寬帶移相器（15）另一個末端端口連接第三個二階威爾金森功分器（16），第二、三個二階威爾金森功分器（16）的一分二的端口分別通過饋電線連接兩個垂直介質(zhì)板（18）的巴倫饋電部分（10）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，所述二階威爾金森功分器（16）上兩個間距不同的饋電線之間分別設(shè)有兩個電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，所述第一介質(zhì)板（1）、第二介質(zhì)板（2）和第四層介質(zhì)板（4）選用Rogers RT/duroid5880介質(zhì)板，厚度分別為1mm、1mm和0.5mm；第三層介質(zhì)板（3）選用為Rogers RO4003介質(zhì)板，厚度為0.8mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非對稱偶極子的寬頻帶低剖面圓極化天線，其特征在于，所述天線中心頻率為3GHz，相對阻抗帶寬不小于107%，軸比帶寬達到96%，3dB增益帶寬不小于88%；所述天線的XOZ面方向圖與YOZ面方向圖近乎一致；帶內(nèi)增益平緩；最大增益不小于9.62dBic。