[发明专利]一种小型化的宽带双极化天线馈电网络

说明书

本发明提供了一种小型化的宽带双极化天线馈电网络，由上层三端口网络(1)和下层三端口网络(2)组成，上层三端口网络(1)和下层三端口网络(2)结构完全相同，下层三端口网络(2)相对于上层三端口网络(1)绕纵轴旋转90°放置。本发明的馈电网络，将用于阻抗匹配的阶梯圆环两端削平，使得槽线的长度小于双极化天线位于对角线两端的端口之间的距离，槽线长度的缩减为两个三端口网络上下层叠排布创造了空间，进而使得双极化天线馈电网络的结构更加紧凑，与双极化天线的尺寸更加匹配。

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种小型化的宽带双极化天线馈电网络。

背景技术

双极化天线因其具备可频率复用、收发一体化、极化分集、极化捷变等优势而被广泛应用于现代无线通信系统中。双极化天线宽带化和小型化的发展则对其馈电网络的设计提出了更高的要求。

现有的一种宽带双极化天线包括四个端口，分布于正方形的四个顶点处。同时向位于对角线的两个端口馈入等幅反相的信号，就可以激励出双极化天线的一个极化分量。2008年，Kongpop U-yen等人在《IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques》的“A Broadband Planar Magic-T Using Microstrip-Slotl ineTransitions”一文中提出了一种可以输出等幅反相信号的宽带魔T结构。通过对两个该魔T结构的合理排布，可以激励起双极化天线的一对正交极化分量，从而实现对双极化天线的馈电功能。然而为了实现宽带要求，该魔T结构采用了多节1/4波长阻抗变换线和阶梯圆环槽线。这样一方面拓宽了工作频带，另一方面却也占用了大量的空间，导致双极化天线馈电网络的尺寸远大于双极化天线的尺寸，不利于工程应用。因此需要设计一种带宽、尺寸均与双极化天线相匹配的小型化宽带馈电网络。

发明内容

本发明是对宽带双极化天线馈电网络的改进，提出了一种结构更加紧凑的宽频带双极化天线馈电网络。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种小型化的宽带双极化天线馈电网络，由两个结构完全相同的三端口网络正交层叠而成。每一个三端口网络都包含一个输入端口和两个输出等幅反相信号的输出端口。每一个三端口网络都由两层介质基板、一层金属带线，两层金属地、若干金属化过孔以及两个金属盖板组成。

所述的金属带线位于两层介质基板中间，用于实现信号的输入和输出。

所述的两层金属地分别位于上层介质基板的上表面和下层介质基板的下表面，两层金属地上蚀刻有完全相同的槽线，用于实现与金属带线之间的能量传输以及阻抗匹配。

所述的金属化过孔穿过两层介质基板连接上层金属地和下层金属地，并且沿金属带线和槽线边沿排布，用于实现金属带线和槽线的信号隔离。

所述的两个金属盖板分别位于上层金属地上方和下层金属地下方，在上层金属地和下层金属地的槽线处均有凸起形成空气腔，以避免槽线处外泄的能量造成影响。

本发明对三端口网络的排布方式和上下层金属地上的槽线形状进行了改进。在不影响电性能的基础上，将用于阻抗匹配的阶梯圆环两端削平，使得槽线的长度小于双极化天线位于对角线两端的端口之间的距离。如果槽线长度大于对角线端口之间的距离，那么当两个三端口网络上下正交层叠放置时，下层三端口网络的信号输出端口将与上层三端口网络的槽线发生干涉。所以槽线长度的缩减为两个三端口网络上下层叠排布创造了空间，进而使得双极化天线馈电网络的结构更加紧凑，与双极化天线的尺寸更加匹配。

本发明适用于宽带双极化天线的馈电网络。

附图说明

图1是双极化天线馈电网络外形图。

图2是三端口网络结构示意图。