[发明专利]一种宽带圆极化缝隙天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种缝隙天线，尤其是一种宽带圆极化缝隙天线，属于无线移动通信技术领域。

背景技术

随着现代通信技术的发展,单纯的线极化很难满足通信要求。圆极化天线具有可接收任意极化方式的来波,且其辐射波也可出任意极化方式的天线收到，有旋向正交性,能够抑制云雨干扰和抗多径反射等优点。由于圆极化天线在现代通信中的优越性能,受到人们越来越多的关注。从便携性、经济性、减小RCS以及EMC特性等角度考虑,往往期望可以仅采用一副天线获得多副天线的功能,而圆极化天线具有较强的抗干扰能力,因而收发一体双圆极化天线的研究意义非常重大。

微带圆极化天线由于结合了微带天线和圆极化天线二者的优点及特性，因此被广泛应用于无线应用,如:测量、通信、卫星、航天、全球定位系统和RFID系统等卫星通信、遥控、遥测技术的发展。圆极化微带天线在具有一系列优点的同时，也存在一些缺点，圆极化微带天线由于带宽较窄,其相对带宽一般只有0.7％-7％，因而在实际应用中受到了一定的限制。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

2000年，H.Evans，P.Gale，B.Aljibouri等人在“Electric Letters”发表名为“Application of simulated annealing to design of serial feed sequentially rotated 2×2antenna array”的文章中，采用顺序相移的四端口馈电网络，通过合理设置端口之间的幅度和相位差，分别对平面上的四个方形贴片进行馈电，从而形成2×2的圆极化天线阵列。然而该设计并不具有宽带圆极化性能，轴比带宽为1.7％，阻抗带宽(VSWR≤2)为9.8％。同时辐射单元采用的是方形贴片天线，而要使得每个单元辐射圆极化波，因此每个端口还分出两路激励贴片，这样增加了结构的面积，不符合天线的集成化的要求。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种宽带圆极化缝隙天线，该天线实现了很好的圆极化特性，具有设计简单、体积小、成本低、特性好的优点，可以解决现有微带圆极化天线频带窄，轴比特性不好的问题。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种宽带圆极化缝隙天线，包括同轴线、第一介质基板和第二介质基板；所述第一介质基板的上表面设有圆盘结构，所述第二介质基板的上表面设有顺序相移结构，第二介质基板的下表面设有由顺序相移结构进行馈电的四个辐射缝隙；所述同轴线的内导体穿过第二介质基板与顺序相移结构的起点连接，并穿过第一介质基板与圆盘结构连接，同轴线的外导体与第二介质基板的下表面连接。

进一步的，所述顺序相移结构包括依次连接的90度顺序相移部分、180度顺序相移部分、270度顺序相移部分和360度顺序相移部分，90度顺序相移部分、180度顺序相移部分、270度顺序相移部分和360度顺序相移部分分别对四个辐射缝隙进行馈电。

进一步的，所述第二介质基板的上表面还设有四个相移匹配枝节，四个相移匹配枝节分别与90度顺序相移部分、180度顺序相移部分、270度顺序相移部分和360度顺序相移部分连接。

进一步的，所述四个相移匹配枝节均包括矩形部分和两个L形部分，矩形部分、其中一个L形部分和另一个L形部分依次连接，且宽度依次变宽。

进一步的，所述四个相移匹配枝节关于第二介质基板上表面的中心成中心对称。

进一步的，所述90度顺序相移部分、180度顺序相移部分、270度顺序相移部分和360度顺序相移部分均为弧形结构，且宽度不同。

进一步的，所述90度顺序相移部分、180度顺序相移部分、270度顺序相移部分和360度顺序相移部分的宽度依次变窄。

进一步的，所述四个辐射缝隙均为L形结构。

进一步的，所述四个辐射缝隙加载枝节形成T形缝隙。

进一步的，所述四个辐射缝隙关于第二介质基板下表面的中心成中心对称。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的宽带圆极化缝隙天线设置了两层介质基板，在其中一层介质基板的上表面设有顺序相移结构，下表面设有四个辐射缝隙，顺序相移结构作为馈电网络，其分别对四个缝隙进行馈电，即激励四个辐射缝隙，从而形成圆极化波辐射，实现了更宽的3dB轴比带宽和阻抗带宽；同时，另一层介质基板的上表面设有圆盘结构，通过圆盘结构可以调节天线的阻抗匹配，以实现更宽的阻抗带宽，从而使得天线的阻抗带宽和轴比带宽能够相互匹配。