[发明专利]一种宽带圆极化微带天线阵

说明书

本发明公开了一种宽带圆极化微带天线阵，具体结构包括：介质基板、圆极化天线、馈电网络和金属地板；所述圆极化天线固定连接在介质基板的上表面，所述金属地板固定连接在介质基板的下表面；所述圆极化天线包括四个相同结构的侧边耦合圆极化天线单元；所述侧边耦合圆极化天线单元包括方形切角辐射贴片、微带耦合线、微带枝节线I、微带枝节线II和微带连接线I；由于采用侧边耦合的天线单元，提高了天线的匹配带宽；通过调节所述侧边耦合线两侧加载的垂直枝节线，展宽了圆极化天线的3dB轴比带宽；另外，采用具有圆极化波辐射功能的馈电网络，减小了天线尺寸和提高了天线增益，同时具有结构紧凑，制作成本低等特点。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种宽带圆极化微带天线阵。

背景技术

圆极化天线能抑制外来波的干扰、减少多径传播效应、消除极化畸变，因此广泛应用于雷达、卫星、WIFI、RFID、蓝牙等无线通信系统中。随着无线通信技术的飞速发展，圆极化天线朝着宽带化、低成本、小型化的方向发展。

微带天线由于其易加工、重量轻等优点，在无线通信领域广泛应用。微带天线实现圆极化的技术措施种类繁多，大致分为单点馈电和双点馈电，例如采用切角微扰、贴片表面开槽、交叉缝隙耦合等等。但大多数单点馈电带宽窄，为了提高带宽而采用叠层结构，但采用叠层结构导致加工工艺复杂、批量生产难度大大提升，并且难以组成天线阵。而双点馈电轴比带宽较宽，但馈线较长损耗较大。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种宽带圆极化微带天线阵，具体结构包括：介质基板、圆极化天线、馈电网络和金属地板；

所述圆极化天线固定连接在介质基板的上表面，所述金属地板固定连接在介质基板的下表面；

所述圆极化天线包括四个相同结构的侧边耦合圆极化天线单元I、侧边耦合圆极化天线单元II、侧边耦合圆极化天线单元III和侧边耦合圆极化天线单元；

所述侧边耦合圆极化天线单元I包括方形切角辐射贴片、微带耦合线、微带枝节线I、微带枝节线II和微带连接线I；所述微带枝节线I和微带枝节线II分别连接于微带耦合线两侧；所述微带连接线I与微带耦合线相连接，其连接点与微带耦合线的中央位置的距离为中心工作频率所对应的0.04个波长；

所述馈电网络包括两个具有圆极化波辐射功能、相同结构的缺陷方形功分器I、缺陷方形功分器II以及微带连接线II和输入连接器；所述馈电网络辐射圆极化波的极化方向与圆极化天线辐射圆极化波的极化方向相同；

所述缺陷方形功分器I包括缺陷方形贴片、输入端口I、输出端口I和输出端口II；其中输出端口I和输出端口II的输出信号功率相等，输出端口I的输出信号比输出端口II的输出信号相位落后180度；

所述缺陷方形功分器II包括缺陷方形贴片II、输入端口II、第二输出端口I和第二输出端口II；所述第二输出端口I和第二输出端口II的输出信号功率相等，且第二输出端口I的输出信号比第二输出端口II的输出信号相位落后180度；所述输入端口II与输入端口I通过微带连接线II相连接；

所述输出端口I与侧边耦合圆极化天线单元I相连接；所述输出端口II与侧边耦合圆极化天线单元III相连接；所述第二输出端口II与侧边耦合圆极化天线单元II相连接；所述第二输出端口II与侧边耦合圆极化天线单元相连接；

所述输入连接器包括内导体、外导体以及设置在内导体和外导体之间的填充介质；所述内导体穿过金属地板和介质基板、并与微带连接线II相连接，其连接点与微带连接线II的中央位置的距离为中心工作频率所对应的0.25个波长；所述外导体与金属地板相连接。

进一步的，所述侧边耦合圆极化天线单元I和侧边耦合圆极化天线单元II之间的中心距离为中心工作频率所对应的0.8个波长；所述侧边耦合圆极化天线单元III和侧边耦合圆极化天线单元之间的中心距离为中心工作频率所对应的0.8个波长。