一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线，包括介质基板、L型地板、L型接地微带条以及Y型微带馈线；Y型微带馈线的下端延伸至介质基板的下边缘处形成馈电端；在Y型微带馈线的下端右侧设置有矩形调谐微带条；在Y型微带馈线的下端右侧设有矩形地板；馈电端介于L型地板和矩形地板之间；在L型地板与矩形地板之间连接有接地连接线，且在介质基板的左侧边缘、上侧边缘和右侧边缘处均设有折叠段；L型接地微带条的两端分别垂直于所在顶角处的两侧边缘，且左侧边缘的折叠段位于左上角的L型接地微带条内，右侧边缘处的折叠段位于右下角的L型接地微带条内。该微带天线在确保带宽的条件下具备较小的体积，市场应用前景较好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微带天线，尤其是一种宽带圆极化微带天线。
技术介绍
电小天线在无线通信系统和手持通信设备中应用广泛。已有不少学者作了相关研究，如Hilbert、Koch、Peno、EBG等分形结构，但天线分形使其结构变得复杂，同时参数敏感性增强，加工精度要求提高。现有技术中，R.H.Chen采用C型环缝加载实现微带天线小型化，然而天线地板较大(2.45GHz，60×60mm2)，H.Liu采用人工磁导体(AMC)结构实现小型化，然而阻抗带宽较窄(相对带宽0.8％，λ/12.5×λ/15.6×λ/47)，并且均为线极化天线。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电小宽带圆极化微带天线。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线，包括矩形的介质基板、设置于介质基板上表面左下角处的L型地板、设置于介质基板上表面左上角和右下角的L型接地微带条以及设置于介质基板上表面中心处的Y型微带馈线；Y型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端；在Y型微带馈线的下端右侧一体化设置有矩形调谐微带条；在Y型微带馈线的下端右侧设有与右下角的L型接地微带条一体化设置的矩形地板；馈电端介于L型地板和矩形地板之间，且在馈电端左右两侧存在等宽的条形缝隙；在L型地板与矩形地板之间沿介质基板上表面的左侧边缘、上侧边缘、右侧边缘以及下侧边缘连接有接地连接线，且接地连接线在介质基板的左侧边缘、上侧边缘和右侧边缘处均设有折叠段；L型接地微带条的两端分别垂直于所在顶角处的两侧边缘，且介质基板左侧边缘的折叠段位于左上角的L型接地微带条与左上角构成的环形回路内，介质基板右侧边缘处的折叠段位于右下角的L型接地微带条与右下角构成的环形回路内。采用在介质基板的左侧边缘、上侧边缘和右侧边缘处设置折叠段，使电流沿曲折路径流过，从而减小天线电尺寸并保证足够长的传输路径，降低了天线轴比中心频率，减小了天线体积并优化圆极化条件；采用在介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条，改变地板缝隙的电流分布以实现圆极化辐射，保证天线的宽带特性；采用矩形调谐微带条能够增加微带馈线和右侧L型接地微带条之间的耦合，通过调节矩形调谐微带条的宽度展宽输入阻抗带宽；采用介质基板上表面中心处设置Y型微带馈线，降低了天线阻抗中心频率，进而实现了小型化。作为本技术的进一步限定方案，Y型微带馈线的右侧分支长度为14mm，左侧分支长度为6～9mm，左侧分支和右侧分支的宽度均为3.1mm。随着Y型微带馈线的左侧分支长度l的增加，天线阻抗中心频率向低频移动，轴比在1.65-2.1GHz的频带范围内小于3dB，然而轴比特性在高频部分变差，天线轴比带宽小于阻抗带宽，尤其是在低频部分，因此，尽管天线的阻抗中心频率还可通过增加Y型微带馈线的左侧分支长度l来继续降低，但轴比带宽会进一步变窄，所以将左侧分支长度l设置为9mm为最优选择。作为本技术的进一步限定方案，矩形调谐微带条的宽度为1.5～2.5mm，长度为13mm。由于矩形调谐微带条和右侧L型接地微带条之间存在较强的耦合，矩形调谐微带条在调节天线阻抗的同时对轴比也有一定的影响，当矩形调谐微带条的宽度w大于2.5mm时，阻抗和轴比特性都变差，所以将矩形调谐微带条的宽度设置为2.5mm为最优选择。作为本技术的进一步限定方案，折叠段呈U形凹陷折叠，且左侧边缘和右侧边缘处的折叠段的凹陷深度m为9～10mm，上侧边缘的折叠段的凹陷深度n为8～9mm，折叠段使得轴比中心频率逐渐向低频偏移，阻抗中心频率几乎保持不变。然而，轴比特性对折叠段的凹陷深度参数较为敏感：当m大于10mm时，轴比在高频部分(2.15GHz)恶化剧烈；当n大于9mm时，轴比在1.9GHz附近恶化剧烈，所以m和n的最优尺寸分别为10mm和9mm。本技术的有益效果在于：(1)采用在介质基板的左侧边缘、上侧边缘和右侧边缘处设置折叠段，使电流沿曲折路径流过，从而减小天线电尺寸并保证足够长的传输路径，降低了天线轴比中心频率，减小了天线体积并优化圆极化条件；(2)采用在介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条，改变地板缝隙的电流分布以实现圆极化辐射，保证天线的宽带特性；(3)采用矩形调谐微带条能够增加微带馈线和右侧L型接地微带条之间的耦合，通过调节矩形调谐微带条的宽度展宽输入阻抗带宽；(4)采用介质基板上表面中心处设置Y型微带馈线，降低了天线阻抗中心频率，进而实现了小型化。附图说明图1为本技术的天线上表面结构示意图；图2为本技术的侧视结构示意图；图3为本技术的天线在ωt＝0°时的表面电流归一化分布示意图；图4为本技术的天线在ωt＝90°时的表面电流归一化分布示意图；图5为本技术的天线在ωt＝180°时的表面电流归一化分布示意图；图6为本技术的天线在ωt＝270°时的表面电流归一化分布示意图；图7为本技术的天线测试方向图(1.7GHz)；图8为本技术的天线测试方向图(1.9GHz)；图9为本技术的天线测试方向图(2.1GHz)；图10为本技术的天线阻抗仿真测试图；图11为本技术的天线轴比仿真测试图。图中：1、折叠段，2、L型接地微带条，3、Y型微带馈线，4、矩形调谐微带条，5、L型地板，6、馈电端，7、介质基板，8、矩形地板。具体实施方式如图1和2所示，本技术提供的一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线，包括矩形的介质基板7、设置于介质基板7上表面左下角处的L型地板5、设置于介质基板7上表面左上角和右下角的L型接地微带条2以及设置于介质基板7上表面中心处的Y型微带馈线3；Y型微带馈线3的下端延伸至介质基板7上表面的下边缘处形成馈电端6；在Y型微带馈线3的下端右侧一体化设置有矩形调谐微带条4；在Y型微带馈线3的下端右侧设有与右下角的L型接地微带条2一体化设置的矩形地板8；馈电端6介于L型地板5和矩形地板8之间，且在馈电端6左右两侧存在等宽的条形缝隙；在L型地板5与矩形地板8之间沿介质基板7上表面的左侧边缘、上侧边缘、右侧边缘以及下侧边缘连接有接地连接线，且接地连接线在介质基板7的左侧边缘、上侧边缘和右侧边缘处均设有折叠段1；L型接地微带条2的两端分别垂直于所在顶角处的两侧边缘，且介质基板7左侧边缘的折叠段1位于左上角的L型接地微带条2与左上角构成的环形回路内，介质基板7右侧边缘处的折叠段1位于右下角的L型接地微带条2与右下角构成的环形回路内。其中，Y型微带馈线3的右侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线，其特征在于：包括矩形的介质基板(7)、设置于介质基板(7)上表面左下角处的L型地板(5)、设置于介质基板(7)上表面左上角和右下角的L型接地微带条(2)以及设置于介质基板(7)上表面中心处的Y型微带馈线(3)；Y型微带馈线(3)的下端延伸至介质基板(7)上表面的下边缘处形成馈电端(6)；在Y型微带馈线(3)的下端右侧一体化设置有矩形调谐微带条(4)；在Y型微带馈线(3)的下端右侧设有与右下角的L型接地微带条(2)一体化设置的矩形地板(8)；馈电端(6)介于L型地板(5)和矩形地板(8)之间，且在馈电端(6)左右两侧存在等宽的条形缝隙；在L型地板(5)与矩形地板(8)之间沿介质基板(7)上表面的左侧边缘、上侧边缘、右侧边缘以及下侧边缘连接有接地连接线，且接地连接线在介质基板(7)的左侧边缘、上侧边缘和右侧边缘处均设有折叠段(1)；L型接地微带条(2)的两端分别垂直于所在顶角处的两侧边缘，且介质基板(7)左侧边缘的折叠段(1)位于左上角的L型接地微带条(2)与左上角构成的环形回路内，介质基板(7)右侧边缘处的折叠段(1)位于右下角的L型接地微带条(2)与右下角构成的环形回路内。...

【技术特征摘要】
1.一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线，其特征在于：包括矩形的介质基板(7)、设置于
介质基板(7)上表面左下角处的L型地板(5)、设置于介质基板(7)上表面左上角和右下
角的L型接地微带条(2)以及设置于介质基板(7)上表面中心处的Y型微带馈线(3)；Y
型微带馈线(3)的下端延伸至介质基板(7)上表面的下边缘处形成馈电端(6)；在Y型微
带馈线(3)的下端右侧一体化设置有矩形调谐微带条(4)；在Y型微带馈线(3)的下端右
侧设有与右下角的L型接地微带条(2)一体化设置的矩形地板(8)；馈电端(6)介于L型
地板(5)和矩形地板(8)之间，且在馈电端(6)左右两侧存在等宽的条形缝隙；在L型地
板(5)与矩形地板(8)之间沿介质基板(7)上表面的左侧边缘、上侧边缘、右侧边缘以及
下侧边缘连接有接地连接线，且接地连接线在介质基板(7)的左侧边缘、上侧边缘和右侧边
缘处均设有折叠段(1)；L型...

【专利技术属性】
技术研发人员：易韵，罗康，段艳涛，王依刚，张波，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32