[发明专利]一种基于微带传输线馈电的单端口双频双圆极化滤波天线及无线通信设备

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于微带传输线馈电的单端口双频双圆极化滤波天线及无线通信设备，包括：上层印刷电路板和下层印刷电路板，上层印刷电路板和下层印刷电路板之间设置有支撑结构，使得上层印刷电路板和下层印刷电路板之间形成中间空气层；上层印刷电路板的上表面设置有方形贴片金属层，下表面设置有方环形贴片金属层；下层印刷电路板的上表面设置有金属层，下表面设置有一条带两个枝节微带传输线的馈电网络；金属层刻蚀有两个条带缝隙，馈电网络分别与金属层的两个条带缝隙进行电磁耦合连接；本发明的双频双圆极化滤波天线采用微带结构，具有重量轻、低成本、易加工的优点。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于微带传输线馈电的单端口双频双圆极化滤波天线及无线通信设备。

背景技术

现代卫星通信系统中的上行链路和下行链路是在不同的频率上运行，如果使用具有共享孔径的双频特性天线，则天线的尺寸和成本将大大降低；由于圆极化天线可以接收任意线极化的来波，同时其辐射的电磁波也可以被任意的线极化天线接收，所以圆极化天线使得发射天线与接收天线之间的相对安装姿态不受扭转角度局限，便于收发天线的安装。例如在车载卫星通信中，对车辆中的接收器进行精确对准过程中，由于线极化天线只能接收线极化天线发送的信息，因此接收其他天线发送的信息是极其困难的，但是由于圆极化天线能接收其他任意线极化天线的发送的信息，因此单端口馈电的共享孔径双频双圆极化天线的研究具有较高的实际应用价值。

现有的双频特性天线存在以下的技术缺陷：1)现有的双频特性天线采用双端口馈电实现双频圆极化特性，导致了天线端口之间的隔离度差；2)现有的双频特性天线采用多天线实现双频双圆极化特性，存在天线的体积大、设计复杂以及设计成本高；3)双频特性天线采用同轴馈电方式，该方式不利于大型天线阵列设计。

发明内容

为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出了基于微带传输线馈电的单端口双频双圆极化滤波天线，该滤波天线包括：上层印刷电路板和下层印刷电路板，上层印刷电路板和下层印刷电路板之间设置有支撑结构，使得上层印刷电路板和下层印刷电路板之间形成中间空气层；

上层印刷电路板的上表面设置有方形贴片金属层，下表面设置有方环形贴片金属层，其中上表面的方形贴片金属层作为天线的高频辐射体，下表面的方环形贴片金属层作为天线的低频辐射体；

下层印刷电路板的上表面设置有金属层，下表面设置有一条带两个枝节微带传输线的馈电网络；所述金属层刻蚀有两个条带缝隙，分别为低频馈电缝隙和高频馈电缝隙；馈电网络的两个枝节微带传输线分别为低频馈电枝节和高频馈电枝节；低频馈电枝节一端采用微带传输线与天线的端口连接，另一端与低频馈电缝隙进行电磁耦合连接；高频馈电枝节一端采用微带传输线与天线的端口连接，另一端与高频馈电缝隙进行电磁耦合连接。

优选的，支撑结构为4个塑料长螺钉，该塑料长螺钉的上下两端均设置有螺纹；将四个塑料长螺钉分别设置在上层印刷电路板和下层印刷电路板的四个边角上，使得上层印刷电路板和下层印刷电路板之间形成中间空气层。

优选的，方形贴片金属层为正方形结构，且方形贴片金属层的一组对角线切角；方环形贴片金属层为正方形环形结构，且方环形贴片金属层的一组外侧对角线切角。

进一步的，方环形贴片金属层的环状空间比方形贴片金属层大，在将方形贴片金属层和方环形贴片金属层设置在上层印刷电路板过程中，将方形贴片金属层设置在与方环形贴片金属层的环状空间对应的中心位置点上，且方形贴片金属层的切角与方环形贴片金属层的切角位于同一方向。

优选的，下层印刷电路板上表面金属层上的低频馈电缝隙和高频馈电缝隙相互垂直，且不相交。

进一步的，低频馈电缝隙的长度比高频馈电缝隙的长度短，即低频馈电缝隙的长度为10.0mm～10.5mm，缝隙宽度为0.3mm～0.6mm；高频馈电缝隙的长度为7.0mm～7.5mm，缝隙宽度为0.3mm～0.6mm。