[发明专利]双频圆极化微带天线

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步是涉及一种双频圆极化微带天线，可用于无限局域网络WLAN。

背景技术

无线局域网WLAN是当前最有效的无线接入网络之一，无线局域网已被看成无线通信技术的重要组成部分。而无线通信系统一般都要求设备能够快速高效可靠的双向收发数据，反映在天线子系统上，即要求天线单元能小型多频宽带工作，且结构简单、易与无线通信设备集成。与线极化天线相比，圆极化天线可以接收任意极化的电磁波以及有效的减少多径反应的影响。微带天线以其具有体积小、重量轻、成本低、可与载体共形、易形成圆极化等特点，因此在天线与微波集成电路中被广泛应用。

目前传统的双频圆极化微带天线大多带宽较窄,尺寸较大，不利于加工和测量，且成本较高，不能很好的应用于现代的无线通信网络，应用前景有限。近年来，越来越多的天线设计者将精力放在了拓展天线带宽、实现天线的小型化、改善极化特性和实现双频段工作上，例如：

中兴通讯股份有限公司申请的专利“一种双频天线”(申请号：201210246606.4，公开号：CN 102780081A)中提出了一种通过曲折微带线实现双频WLAN频段的宽带天线，该天线有很宽的工作带宽。该双频天线仍然存在以下缺点：天线不能实现圆极化辐射，在与其他极化天线的通讯过程中会产生极化损耗，造成能量损失，因而在通信领域中的应用时受到限制。

文献“W.Liang,Y.C.Jiao,Y.Luan,and C.Tian,A dual-band circularly polarized complementary antenna,IEEE Antenna Wireless Propag.Lett.,vol.14,pp.1153–1156,2015.”中介绍了一种结构紧凑、服务于无线通信网络的双频圆极化微带天线，通过附加在金属地板上的曲折枝节与折叠单极子天线的共同作用，实现了在频段2.3-2.7GHz和4.8-6.8GHz内的双频工作以及频段2.39-2.43GHz和5.06-5.70GHz内的圆极化辐射，圆极化性能良好，但该双频圆极化天线的缺点是轴比带宽相当较窄，不能覆盖WLAN的5.70-5.825GHz频段。

文献“Xiu Longbao and M.J.Amman,Dual-Frequency Dual-Sense Circularly-Polarized Slot Antenna Fed by Microstrip Line,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.56,pp.645-649,2008.”中介绍了一种双频圆极化微带天线,通过下表面微带线耦合馈电到上表面长度不同的十字交叉状缝隙的方法，实现了双频圆极化辐射，圆极化辐射效果较好，但该双频圆极化天线存在的不足是尺寸较大，不能更好的满足小型化的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种双频圆极化微带天线，以减小天线结构尺寸、拓宽带宽，实现在无线通信频段2.4-2.5GHz和5.15-5.85GHz内取得良好的双频辐射特性。

为了达到上述技术目的，本发明的双频圆极化微带天线，包括天线辐射单元、介质基板和金属地板，天线辐射单元和金属地板分别位于介质基板的上、下表面，并与设置在介质基板底部的SMA接头相连接，其特征在于：

所述天线辐射单元，包括阻抗匹配微带线、圆弧形微带线、“T”形微带线和“L”形微带线；

该阻抗匹配微带线位于介质基板的正面底部的边缘处，且与圆弧形微带线的下端连接；

该“T”形微带线位于介质基板正面顶部的边缘处，且与圆弧形微带线的上端连接；

该“L”形微带线位于介质基板正面的上端，且与圆弧形微带线的内侧相连接。

进一步，所述“T”形微带线的总长度为第一水平微带线长度L3与第一垂直微带线长度L4之和，其取值等于低频段内中心频率对应波长λ₁的四分之一。

进一步，所述“L”形微带线的总长度为第二水平微带线长度L5与第二垂直微带线长度L6之和，其取值等于高频段内中心频率对应波长λ₂的四分之一。

进一步，所述阻抗匹配微带线是由两段长宽不同的矩形微带线沿垂直方向连接而成，且上端的矩形微带线的宽度W2与圆弧形微带线的宽度W3相等，下端的矩形微带线宽度W1大于上端的矩形微带线宽度W2，宽度W1的取值范围为4mm～6mm，宽度W2和W3的取值范围为2.5mm～3.5mm。