[发明专利]一种应用于无线通信系统中的宽带定向圆极化天线

说明书

本发明公开了一种应用于无线通信系统中的宽带定向圆极化天线，包括介质基板、金属背腔和金属地板；介质基板的上、下表面分别设置有扇形对称振子金属贴片，在各扇形对称振子金属贴片之间分布有旋转寄生金属贴片；各扇形对称振子金属贴片和各旋转寄生金属贴片均以中心为对称分布，且各扇形对称振子金属贴片和各旋转寄生金属贴片以中心按顺序分别旋转90°分布；在介质基板的上、下表面相连扇形对称振子金属贴片的相移环分别与同轴线内芯和外皮连接，同轴线穿过地板与SMA接头相连。本发明结构简单，容易加工，具有较宽的轴比带宽与阻抗带宽，方向图在公用频段内较为稳定，因此可用于宽频段的无线通信系统，并减少通信系统的天线复杂性。

技术领域

本发明涉及一种应用于无线通信系统中的宽带定向圆极化天线，该天线工作在1.35GHz到2.94GHz，可用于无线通信系统中。

背景技术

天线作为无线通信系统的接收和发射最前端，其性能指标直接关系着通信质量的优劣，随着无线通信系统对其天线的要求越来越高，天线的设计趋势向小尺寸、高度集成、低剖面，宽带化方向发展，并且良好的增益和方向图特性也作为天线性能优劣的重要指标。而一般的圆极化天线具有较窄的工作带宽和较差的辐射方向图性能(尤其是在工作频段的高频部分)。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可以应用于无线通信系统中的宽带定向圆极化天线。该天线使用一种旋转寄生贴片技术，在扇形交叉偶极子的基础上获得较宽的圆极化带宽和良好的辐射方向图特性，并用以显著提高系统的性能，并将其应用于无线通信系统中。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种应用于无线通信系统中的宽带定向圆极化天线，包括介质基板、以及设置在介质基板下方的金属背腔和金属地板；所述介质基板的上、下表面分别设置有扇形对称振子金属贴片，在各扇形对称振子金属贴片之间分布有旋转寄生金属贴片；各扇形对称振子金属贴片和各旋转寄生金属贴片均以中心为对称分布，且各扇形对称振子金属贴片和各旋转寄生金属贴片以中心按顺序分别旋转90°分布；在介质基板的上、下表面的扇形对称振子金属贴片通过相移环相连，相移环分别与同轴线内芯和外皮连接，同轴线穿过地板与SMA接头相连。

针对上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

作为优选，所述旋转寄生金属贴片与扇形对称振子金属贴片之间夹角为5°，其宽边扇形半径以中心频率计算为0.27个波长，扇形弧度为20°，窄边扇形长度为0.22个波长，弧度数为42°。

作为优选，所述扇形对称振子金属贴片包括结构相同的上扇形对称振子金属贴片a、上扇形对称振子金属贴片b、下扇形对称振子金属贴片a和下扇形对称振子金属贴片b；上扇形对称振子金属贴片a和上扇形对称振子金属贴片b设置于介质基板上表面，下扇形对称振子金属贴片a和下扇形对称振子金属贴片b设置于介质基板下表面。

作为优选，所述上扇形对称振子金属贴片a和上扇形对称振子金属贴片b以中心按顺序分别旋转90°分布，并通过上相移环相连，并与同轴线内芯连接。

作为优选，所述下扇形对称振子金属贴片a和下扇形对称振子金属贴片b以中心按顺序分别旋转90°分布，并通过下相移环相连，并与同轴线外皮连接。

作为优选，所述旋转寄生金属贴片包括结构相同的上旋转寄生金属贴片a、上旋转寄生金属贴片b、下旋转寄生金属贴片a和下旋转寄生金属贴片b；旋转寄生金属贴片为带有延伸臂的镰刀状结构；其中，上旋转寄生金属贴片a和上旋转寄生金属贴片b设置于介质基板上表面，下旋转寄生金属贴片a和下旋转寄生金属贴片b设置于介质基板下表面。

作为优选，所述金属背腔与金属地板相连，并竖直设置于金属地板四周。

作为优选，所述扇形对称振子金属贴片为铝板或铜板。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：