[发明专利]一种宽带圆极化天线

说明书

本发明公开一种宽带圆极化天线，所述天线由辐射体、通过数个金属柱与辐射体相连的馈电网络组成，辐射体由辐射体介质板2、设置于辐射体介质板2一侧的辐射金属环1、设置于辐射体介质板2另一侧的辐射金属贴片3组成，所述辐射金属环1由数个宽圆环段和窄圆环段呈间隔设置形成圆环，且宽圆环段和窄圆环段的环宽中心位于同一圆上。本发明的宽带圆极化天线具有较高的带宽和增益，极化特性良好、辐射范围较广、整体尺寸紧凑，在微波通信与探测系统上有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于天线技术领域。

背景技术

圆极化天线由于能减少多径效应，能提高系统灵敏度和容量，在现代无线通信中受到越来越多的关注。目前，圆极化天线在卫星通信、雷达系统、导航系统等领域得到广泛应用，在无线通信技术领域，具有良好带宽、极化性能好、尺寸轻便的圆极化天线成为研究热点。

对于圆极化天线而言，与单一馈电模式相比，一般多馈电模式可以获得更优良的圆极化性能，但同时也增加了系统内部的相互耦合和设计的复杂程度。另外，大部分多馈电形式的圆极化天线，其自身的阻抗带宽往往不是很理想，一般很少能达到 90%的阻抗带宽。

发明内容

为解决现有的圆极化天线阻抗带宽不够的技术问题，本发明提供一种具有较宽阻抗带宽和轴比宽带的宽带圆极化天线。

基于上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种宽带圆极化天线，所述天线由辐射体、通过数个金属柱与辐射体相连的馈电网络组成，辐射体由辐射体介质板2、设置于辐射体介质板2一侧的辐射金属环1、设置于辐射体介质板2另一侧的辐射金属贴片3组成，所述辐射金属环1由数个宽圆环段和窄圆环段呈间隔设置形成圆环，且宽圆环段和窄圆环段的环宽中心位于同一圆上。

所述宽圆环段和窄圆环段分别有4个，且每个宽圆环段和窄圆环段的圆心角相等；金属柱4有4个，每个宽圆环段与其位置对应的一个金属柱4相连。

所述每个金属柱4与其位置相对应的宽圆环段的中心点相连；辐射金属贴片3呈圆形，辐射金属贴片3与馈电网络位于辐射体介质板2的同侧。

所述馈电网络由馈电网络介质板6、设置于馈电网络介质板6一侧的功率分配器14、短路耦合线8、开路耦合线7、2个耦合器9、设置于馈电网络介质板6另一侧的金属接地层5和微带线组成，2个耦合器9的输出端分别与金属柱4相连，且金属柱4穿过馈电网络介质板6、辐射金属贴片3和辐射体介质板2后与辐射金属环1相连，馈电网络通过金属柱4输出四个幅值相等，且相位依次相差90°的信号至辐射体。

所述馈电网络介质板6的侧面设有激励端口13，激励端13口与馈电网络的输入端相连，从激励端口13输入信号至功率分配器14，功率分配器14连接有2个输出端口，功率分配器14的2个输出端口之间设有第一电阻器11，2个输出端口分别与短路耦合线8和开路耦合线7相连，短路耦合线8和开路耦合线7分别输出信号至外侧相应的耦合器9，通过耦合器9输出相应的信号至金属柱4，耦合器9的隔离端连接有第二电阻器12。

所述耦合器9、短路耦合线8、开路耦合线7采取立式垂直设计，且均包括三层结构。

所述耦合器9、短路耦合线8、开路耦合线7均由2条金属耦合线和耦合介质板组成，2条金属耦合线分别位于耦合介质板两侧，金属耦合线一边与耦合介质板齐平，且金属耦合线长度与耦合介质板长度相等。

所述2个耦合器9呈中心对称布置于馈电网络介质板6上。

所述第一电阻器11的电阻值为100Ω，第二电阻器12的电阻值为50Ω。

在辐射金属贴片（3）上金属柱（4）通过位置挖孔，且孔直径大于金属柱直径；金属接地层5设置于馈电网络介质板6的一侧，且与辐射体介质板2位于馈电网络介质板6的同侧；金属柱4为铜柱，金属接地层5为金属铜层。