[发明专利]一种宽带高增益圆极化贴片准八木天线

说明书

本发明公开了一种宽带高增益圆极化贴片准八木天线,包括地板、馈电接口、设置在地板中部的支撑柱、连接在支撑柱上的同轴式多级天线片；所述同轴式多级天线片其中的一级天线片贴近地板，并用连接组件与地板固定，其余每级天线片逐渐远离地板并依次减小；所述馈电接口固定在地板上，且馈电接口的内芯穿过地板并连接到一级天线片。本发明通过同轴式多级贴片，产生电磁辐射并有效提高天线带宽和辐射方向性，进而提高增益，并且减小天线体积。

技术领域

本发明涉及射频标签基站读写领域，具体而言，涉及一种宽带高增益圆极化贴片准八木天线。

背景技术

天线作为无线通信系统和雷达系统等系统中缺一不可的重要组件，天线的性能决定了整个无线系统的性能和质量。随着以5G、物联网为代表的无线通信技术的全面推进，迫切需要开发合适其应用场景的高品质天线组件。圆极化天线作为天线的一个重要分支，广泛用于移动通信、毫米波通信、卫星通信和电子对抗等方面。

目前常用的圆极化天线，按照天线结构大致可分为正交偶极子对圆极化天线、微带圆极化天线、螺旋天线、圆极化喇叭天线、圆极化表面圆极化天线等。正交偶极子对圆极化天线，将两个偶极子天线正交放置，构成两个正交的电场分量，再利用馈电网络(分别实现偶极子的0°和90°馈电)或者利用自相移的思路(调整偶极子的输入阻抗，产生±45°相移)，产生90度的相差，从而实现圆极化天线设计。以正交偶极子为基础，加上十字交叉的反射器和引向器，就可以得到普通的圆极化八木天线。

微带圆极化天线，实现圆极化的方式有单馈法、双馈法和多馈法，单馈法，对贴片开槽、倒角以及添加枝节等，产生微扰使得正交的简并模分离，再利用馈电实现自相移的±45°，从而实现圆极化；双馈法，利用功分-延迟线馈电网络或者3dB-90°电桥，对微带贴片正交方向进行0°和90°馈电，实现圆极化设计；多馈法，利用组阵和馈电网络，对贴片进行0°、90°、180°和270°馈电，实现圆极化。螺旋天线，利用轴向工作模式，形成正交的电场分量，并且产生场的电流绕轴向旋转，从而构造出圆极化。圆极化喇叭天线，在常规的喇叭天线中加入圆极化器的设计，从而实现圆极化。

就目前常用的正交偶极子对圆极化天线而言，偶极子天线辐射本身是全向的，为实现定向辐射，通常需要在四分之一波长距离放置反射地板。该类天线受限于偶极子结构和反射地板的放置，存在天线体积较大等缺点；同时受限于单个偶极子天线增益的限制，天线总体增益不高；在已有的设计中，为了实现天线的固定等，使用了介质基板作为支撑，引入介质损耗和增大制作成本等缺点。

目前常用的圆极化八木天线，受结构限制，它的带宽特别是圆极化带宽较窄。而且尽管增益可以做到很高，但是高增益的时候长度也会特别大。

就目前常用的微带圆极化天线而言，由于微带天线结构和原理上的限制，存在天线带宽窄等缺点；对于使用介质进行小型化设计的微带贴片天线，将会引入介质损耗，降低天线增益；对于双馈和多馈点的微带圆极化方案，需要搭建馈电网络，存在尺寸较大等缺点。

就目前常用的螺旋天线而言，螺旋天线受限于圆极化实现的机理，存在体积较大等缺点；同时该天线结构单一，存在设计不灵活等缺点。

就目前常用的圆极化喇叭天线，喇叭天线的高方向性和增益，是建立在大的尺寸上，因此喇叭天线存在体积大的缺点；喇叭天线的圆极化实现，是建立在圆极化器上的，圆极化器在喇叭天线中难以加工和调整，存在加工困难等缺点。

综上所述，目前常用的正交偶极子对天线和八木天线受限于自身性能和圆极化实现原理，存在物理尺寸大，增益受限，带宽低，小型化困难等缺点；微带圆极化天线受限于微带天线元件，存在天线工作带宽较窄，增益不够高等缺点；螺旋天线，依赖于轴向工作模式，存在体积较大，设计灵活度低等缺点；圆极化喇叭天线，存在体积较大、加工困难等缺点。

发明内容