[发明专利]一种圆极化天线

权利要求书

1.一种圆极化天线，包括介质基板、位于该介质基板顶层的第一金属镀层和位于该介质基板底层的第二金属镀层，其特征在于，

所述圆极化天线上开设有贯穿所述介质基板、第一金属镀层和第二金属镀层的第一排金属通孔和第二排金属通孔，其中所述第一排金属通孔中包括多个金属通孔，所述金属通孔的几何中心之间的连线与z轴平行，所述介质基板位于发射端的一条边为所述第一排金属通孔和第二排金属通孔中对应的一对金属通孔外圆的切线，所述第一排金属通孔和第二排金属通孔关于yoz平面对称，所述第一排金属通孔中的每个金属通孔的几何中心与所述第二排金属通孔中对应的每个金属通孔的几何中心之间的距离使所述圆极化天线中的电流在远场区产生的x方向的电场和y方向的电场的相位差为90度，其中坐标原点O为所述圆极化天线馈电端的中心点，x轴为所述介质基板的宽度方向，y轴为所述介质基板的厚度方向，z轴为所述介质基板的长度方向；

所述第一金属镀层开设有第一渐变缝隙，第二金属镀层开设有第二渐变缝隙，所述第一渐变缝隙和第二渐变缝隙关于yoz平面对称，且位于第一排金属通孔和第二排金属通孔之间；

所述第一渐变缝隙包含第一渐变缝隙左侧渐变线及第一渐变缝隙右侧渐变线，所述左侧渐变线及右侧渐变线的斜率使所述圆极化天线中的电流在远场区产生的x方向的电场和y方向的电场的幅度相等；所述第一渐变缝隙的宽度最大的一端与所述介质基板位于发射端的一条边重合，所述第一渐变缝隙的宽度最大的一端的宽度使所述第一渐变缝隙与所述圆极化天线在真空中的波阻抗匹配；

其中，所述圆极化天线通过馈电端连接馈电设备，在所述圆极化天线通过馈电端连接馈电设备后，所述圆极化天线沿第一渐变缝隙和第二渐变缝隙的电流在远区场产生x方向的电场，沿金属通孔的电流在远区场产生y方向的电场。

2.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述第一排金属通孔的长度和第二排金属通孔的长度与所述介质基板长度相同。

3.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，当所述第一排金属通孔的长度和第二排金属通孔的长度与所述介质基板长度不相同时，所述圆极化天线还包括：

第一金属镀层上位于馈电端的馈电结构。

4.根据权利要求3所述的圆极化天线，其特征在于，所述馈电结构包括：

预设宽度的微带线和渐变微带线，其中所述微带线和渐变微带线关于yoz平面对称，其中，所述预设宽度是所述微带线的特性阻抗为50Ω时对应的微带线的宽度；

所述微带线的一端与所述介质基板位于馈电端的一条边重合，所述微带线的另一端与渐变微带线的一端连接，渐变微带线的另一端与所述第一排金属通孔和第二排金属通孔与所述发射端距离最远的一对对应通孔外圆的切线重合。

5.根据权利要求3所述的圆极化天线，其特征在于，所述渐变微带线的形状为等腰梯形，上底位于所述金属通孔端，下底位于所述微带线端。

6.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线包括：左旋圆极化天线和右旋圆极化天线。

7.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述第一排金属通孔和第二排金属通孔中每个金属通孔的内径位于0.15λ-0.2λ范围内，其中，λ为真空中所述圆极化天线的中心频率对应的波长。

8.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述第一排金属通孔中每两个相邻金属通孔的几何中心之间的距离在0.25λ-0.3λ范围内，其中，λ为真空中所述圆极化天线的中心频率对应的波长。

9.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，当第一排金属通孔位于z轴左侧时，所述第一金属镀层左侧渐变线与所述第一排金属通孔中每个金属通孔的几何中心之间的连线的最小垂直距离在0.2λ-0.3λ范围内，其中，λ为真空中所述圆极化天线的中心频率对应的波长。

10.根据权利要求1所述的圆极化天线，其特征在于，所述圆极化天线的工作模式为：TE₁₀与TE₂₀模的混合模式。