宽频带低剖面全向圆极化天线制造技术

本发明专利技术公开一种宽频带低剖面全向圆极化天线，介质基板包括上层介质基板和下层介质基板，上层介质基板和下层介质基板平行设置，上层介质基板位于下层介质基板的正上方；金属地板敷贴于下层介质基板上；零阶谐振器、寄生辐射器和辐射型馈电网络敷贴于上层介质基板上；辐射型馈电网络位于上层介质基板的中心处；零阶谐振器的零阶谐振贴片环设在辐射型馈电网络的外侧，零阶谐振器的每个零阶谐振销钉的一端与1个零阶谐振贴片连接，另一端与金属地板连接；寄生辐射贴片环设零阶谐振贴片的外侧，寄生辐射贴片的每个寄生辐射销钉的一端与1个寄生辐射贴片连接，另一端悬置；本发明专利技术能够增大天线阻抗和方向图带宽，并保持良好的轴比特性。

Broadband low profile omnidirectional circularly polarized antenna

The invention discloses a broadband low profile omnidirectional circularly polarized antenna, the dielectric substrate includes an upper substrate and a lower substrate, the upper substrate and lower dielectric substrate is arranged in parallel, just above the upper substrate in the lower substrate; the metal floor sticking to the lower substrate; zero order resonator, parasitic radiator and radiation type of feed network is sticking to the upper substrate; at the center of radial feed network in the upper substrate; zero order resonant ring patch zero order resonator are arranged on the outer radial feed network, one end of each zors zero order resonant pin connected with 1 zero order resonant patch, and the other end of the metal the floor is connected; parasitic radiation patch ring arranged at the outer side of zero order resonant patch, one end of each pin of the parasitic parasitic radiation radiation patch and 1 parasitic. The invention can increase the antenna impedance and the bandwidth of the directional picture, and maintain good axial ratio characteristics.

【技术实现步骤摘要】
宽频带低剖面全向圆极化天线
本专利技术涉及全向圆极化天线
，具体涉及宽频带低剖面全向圆极化天线。
技术介绍
圆极化天线因具有可接收任意极化波(反之亦然)、左/右旋圆极化波正交、辐射波旋转对称、能够抑制云雨干扰和抗多径反射等特点而获得广泛应用。具有全向辐射特性的圆极化更因为能够实现全方位覆盖而意义重大。然而，目前一般的全向圆极化天线，如螺旋偶极子天线、圆柱共形天线阵、背靠背天线和单极子天线等都是边射结构(broadfire)，因而需要垂直放置而占据较大空间，不能适用于很多需要低剖面结构的系统。在我们之前申请的专利技术专利“零阶谐振器和低剖面零阶谐振器全向圆极化天线”(申请号:201510522152.2)中介绍了一种使用零阶谐振器设计低剖面全向圆极化天线的方法。这种方法为设计低剖面的全向圆极化天线提供了一种切实可行的途径，具有重要的意义。但是，受制于零阶谐振器较高的品质因数，该专利技术专利申请提供的圆极化天线的频带较窄，仅有7MHz(1541-1548MHz，0.4％)，如此窄的频带限制了其在宽带系统中的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有全向圆极化天线的频带较窄的的问题，提供宽频带低剖面全向圆极化天线。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：宽频带低剖面全向圆极化天线，包括天线本体，所述天线本体由介质基板、零阶谐振器、金属地板、辐射型馈电网络和馈电探针组成；介质基板包括上层介质基板和下层介质基板，上层介质基板和下层介质基板平行设置，上层介质基板位于下层介质基板的正上方；金属地板敷贴于下层介质基板上；零阶谐振器和辐射型馈电网络敷贴于上层介质基板上；辐射型馈电网络位于上层介质基板的中心处；零阶谐振器由2个以上的零阶谐振贴片和2个以上的零阶谐振销钉组成；零阶谐振贴片和零阶谐振销钉的数量相同；零阶谐振贴片环设在辐射型馈电网络的外侧；每个零阶谐振销钉的一端与1个零阶谐振贴片连接，另一端与金属地板连接；馈电探针的一端与辐射型馈电网络的中心连接，另一端与馈源相接；其不同之处是，还进一步包括寄生辐射器；该寄生辐射器敷贴于上层介质基板上；寄生辐射器由2个以上的寄生辐射贴片和2个以上的寄生辐射销钉组成；寄生辐射贴片和寄生辐射销钉的数量相同；寄生辐射贴片环设零阶谐振贴片的外侧；每个寄生辐射销钉的一端与1个寄生辐射贴片连接，另一端悬置。上述方案中，根据权利要求1所述的宽频带低剖面全向圆极化天线，其特征在于：每个寄生辐射贴片均为一段圆弧；所有寄生辐射贴片首尾间隔设置，并同圆心且同半径地围成1个间断地圆环形；该圆环形的中心与辐射型馈电网络的中心重合。上述方案中，每个零阶谐振贴片均为一段圆弧；所有零阶谐振贴片首尾间隔设置，并同圆心且同半径地围成1个间断地圆环形；该圆环形的中心与辐射型馈电网络的中心重合。上述方案中，寄生辐射贴片与零阶谐振贴片的数量相同，且1个寄生辐射贴片对应设在1个零阶谐振贴片的径向外侧。上述方案中，所有寄生辐射销钉均设置在上层介质基板和下层介质基板之间，且与上层介质基板和下层介质基板所处平面垂直。上述方案中，所有零阶谐振销钉均设置在上层介质基板和下层介质基板之间，且与上层介质基板和下层介质基板所处平面垂直。上述方案中，辐射型馈电网络由2个以上的馈电分支组成；每个馈电分支均由1条馈电圆弧和1条馈电分支线构成；馈电圆弧为一段圆弧，馈电分支线为一段传输线，馈电圆弧的一端与馈电分支线的后端连接，所有馈电分支线的前端与连接在一起，形成该辐射型馈电网络的中心。上述方案中，零阶谐振器、寄生辐射器和辐射型馈电网络均敷贴于上层介质基板的上表面。上述方案中，金属地板敷贴于下层介质基板的下表面。与现有技术相比，本专利技术具有如下特点：1)在零阶谐振贴片的外围使用圆弧形的寄生辐射贴片，激励起第二个谐振频率，从而增大天线的阻抗带宽；2)在寄生辐射贴片的一端连接垂直的销钉，增大天线的垂直辐射场，改善天线的轴比带宽；3)在上层贴片和底层地板之间采用空气介质，降低天线Q值，从而进一步增大天线阻抗带宽；4)采用多种技术增大天线阻抗和方向图带宽，并保持良好的轴比特性，实现宽频带的低剖面全向圆极化天线；5)天线厚度仅为0.08λ，具有低剖面的特点；6)适用于宽频带、低剖面、圆极化和全向辐射的系统中。附图说明图1是宽频带低剖面全向圆极化天线的立体图；图2是宽频带低剖面全向圆极化天线的俯视图；图3是宽频带低剖面全向圆极化天线的仰视图；图4是宽频带低剖面全向圆极化天线的侧视图；图5是天线实施例的S11曲线；图6是天线实施例在辐射平面的轴比AR曲线；图7是天线实施例在1.37GHz的辐射方向图；图8是天线实施例在1.45GHz的辐射方向图；图9是天线实施例在1.50GHz的辐射方向图；图10是天线实施例在1.58GHz的辐射方向图。图中标号：1-1、零阶谐振贴片；1-2、零阶谐振销钉；2-1、寄生辐射贴片；2-2、寄生辐射销钉；3-1上层介质基板；3-2下层介质基板；4、金属地板；5、辐射型馈电网络；6、馈电探针。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细说明，本实施例在以专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。宽频带低剖面全向圆极化天线，如图1-4所示，由零阶谐振器、寄生辐射器、上层介质基板3-1、下层介质基板3-2、金属地板4、辐射型馈电网络5和馈电探针6组成。天线有3层介质，包括位于上层的上层介质基板3-1、位于中间层的空气层和位于下层的下层介质基板3-2。上层介质基板3-1和下层介质基板3-2的介电常数可任意取值，介质基板的半径为rs＝44mm，在本实施例中介质基板3-1和3-2的相对介电常数都为2.2。上层介质基板3-1用于支撑零阶谐振贴片1-1、寄生辐射贴片2-1和辐射型馈电网络5。下层介质基板3-2用于支撑金属地板4。上层介质基板3-1和下层介质基板3-2由短路销钉1-2和寄生辐射销钉2-2支撑。中间层为空气层，厚度为h1＝14mm。零阶谐振器、寄生辐射器、金属地板4、辐射型馈电网络5和馈电探针6构成天线的功能模块。金属地板4为圆形结构，半径为rg＝27.7mm，敷贴于下层介质基板3-2的背面。零阶谐振器由4个零阶谐振贴片1-1和4个零阶谐振销钉1-2组成。每个零阶谐振贴片1-1均为一段圆弧。4个零阶谐振贴片1-1均敷贴于上层介质基板3-1上，并同圆心且同半径围成一圈，每2个零阶谐振贴片1-1的首端和尾端之间间隔为g1＝1mm，由此构成1个外半径为r1＝28mm，宽度为W1＝3mm的非完整间断地的圆环形。每个零阶谐振贴片1-1各设有1个零阶谐振销钉1-2，该零阶谐振销钉1-2垂直于零阶谐振贴片1-1和金属地板4所处平面，并嵌入到上层介质基板3-1与下层介质基本3-2之间的空气层中。零阶谐振销钉1-2一端与每个零阶谐振贴片1-1相连，另一端与金属地板4相连。寄生辐射器由4个寄生辐射贴片2-1和4个寄生辐射销钉2-2构成。每个寄生辐射贴片2-1均为一段圆弧。4个寄生辐射贴片2-1均敷贴于上层介质基板3-1上且与零阶谐振贴片1-1共平面，每2个寄生辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
宽频带低剖面全向圆极化天线，包括天线本体，所述天线本体由介质基板、零阶谐振器、金属地板(4)、辐射型馈电网络(5)和馈电探针(6)组成；介质基板包括上层介质基板(3‑1)和下层介质基板(3‑2)，上层介质基板(3‑1)和下层介质基板(3‑2)平行设置，上层介质基板(3‑1)位于下层介质基板(3‑2)的正上方；金属地板(4)敷贴于下层介质基板(3‑2)上；零阶谐振器和辐射型馈电网络(5)敷贴于上层介质基板(3‑1)上；辐射型馈电网络(5)位于上层介质基板(3‑1)的中心处；零阶谐振器由2个以上的零阶谐振贴片(1‑1)和2个以上的零阶谐振销钉(1‑2)组成；零阶谐振贴片(1‑1)和零阶谐振销钉(1‑2)的数量相同；零阶谐振贴片(1‑1)环设在辐射型馈电网络(5)的外侧；每个零阶谐振销钉(1‑2)的一端与1个零阶谐振贴片(1‑1)连接，另一端与金属地板(4)连接；馈电探针(6)的一端与辐射型馈电网络(5)的中心连接，另一端与馈源相接；其特征在于：还进一步包括寄生辐射器；该寄生辐射器敷贴于上层介质基板(3‑1)上；寄生辐射器由2个以上的寄生辐射贴片(2‑1)和2个以上的寄生辐射销钉(2‑2)组成；寄生辐射贴片(2‑1)和寄生辐射销钉(2‑2)的数量相同；寄生辐射贴片(2‑1)环设零阶谐振贴片(1‑1)的外侧；每个寄生辐射销钉(2‑2)的一端与1个寄生辐射贴片(2‑1)连接，另一端悬置。...

【技术特征摘要】
1.宽频带低剖面全向圆极化天线，包括天线本体，所述天线本体由介质基板、零阶谐振器、金属地板(4)、辐射型馈电网络(5)和馈电探针(6)组成；介质基板包括上层介质基板(3-1)和下层介质基板(3-2)，上层介质基板(3-1)和下层介质基板(3-2)平行设置，上层介质基板(3-1)位于下层介质基板(3-2)的正上方；金属地板(4)敷贴于下层介质基板(3-2)上；零阶谐振器和辐射型馈电网络(5)敷贴于上层介质基板(3-1)上；辐射型馈电网络(5)位于上层介质基板(3-1)的中心处；零阶谐振器由2个以上的零阶谐振贴片(1-1)和2个以上的零阶谐振销钉(1-2)组成；零阶谐振贴片(1-1)和零阶谐振销钉(1-2)的数量相同；零阶谐振贴片(1-1)环设在辐射型馈电网络(5)的外侧；每个零阶谐振销钉(1-2)的一端与1个零阶谐振贴片(1-1)连接，另一端与金属地板(4)连接；馈电探针(6)的一端与辐射型馈电网络(5)的中心连接，另一端与馈源相接；其特征在于：还进一步包括寄生辐射器；该寄生辐射器敷贴于上层介质基板(3-1)上；寄生辐射器由2个以上的寄生辐射贴片(2-1)和2个以上的寄生辐射销钉(2-2)组成；寄生辐射贴片(2-1)和寄生辐射销钉(2-2)的数量相同；寄生辐射贴片(2-1)环设零阶谐振贴片(1-1)的外侧；每个寄生辐射销钉(2-2)的一端与1个寄生辐射贴片(2-1)连接，另一端悬置。2.根据权利要求1所述的宽频带低剖面全向圆极化天线，其特征在于：每个寄生辐射贴片(2-1)均为一段圆弧；所有寄生辐射贴片(2-1)首尾间隔设置，并同圆心且同半径地围成1个间断地圆环形；该圆环形的中心与辐射型馈电网络(5)的中心重合。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭麟，姜兴，李晓峰，李小明，廖兴，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45