一种圆极化阵列天线及通信设备制造技术

本发明专利技术公开了一种圆极化阵列天线及通信设备，该天线中的椭圆贴片阵列中的各椭圆贴片通过各第一微带线与馈电网络的各输出端口连接以实现并联馈电，椭圆贴片阵列和馈电网络置于PCB板的上表面，地板置于PCB板的下表面，地板具有椭圆槽和矩形贴片，每一个椭圆槽和每一个矩形贴片为一组与一个椭圆贴片对应。椭圆槽和椭圆贴片之间具有环缝，从而构成电容加载，而椭圆贴片和矩形贴片之间耦合短路，从而构成电感加载。在此基础上，椭圆贴片的长轴和椭圆槽的长轴与第一微带线的投影夹角均为45度，从而在工作频段内实现圆极化辐射。由于椭圆贴片以及第一微带线的剖面都较低，所占体积也较小，因此，在圆极化的基础上，能够实现天线的小型化和低剖面设计。

Circularly polarized array antenna and communication device

The invention discloses a circularly polarized array antenna and communication equipment, the output port of the elliptical patch patch array antenna of the ellipse and the feed network through the first microstrip line connected to realize parallel feed on the elliptical surface patch array and the feed network on the PCB board, PCB board on the lower surface of the floor the floor, with elliptical groove and rectangular patch, each elliptical groove and each rectangular patch is a group with a corresponding elliptic patch. An annular slot is arranged between the elliptical slot and the elliptical patch to form capacitive loading, while the elliptical patch and the rectangular patch are coupled with short circuits to form an inductive load. On this basis, the projection angles of the long axis of the elliptical patch and the long axis of the elliptical slot and the first microstrip line are all 45 degrees, so that circularly polarized radiation is achieved in the working frequency band. Because the profile of the elliptical patch and the first microstrip line are lower and the volume is smaller, the miniaturization of the antenna and the design of the low profile can be realized on the basis of circular polarization.

【技术实现步骤摘要】
一种圆极化阵列天线及通信设备
本专利技术涉及射频
，特别是涉及一种圆极化阵列天线及通信设备。
技术介绍
随着现代通信技术的发展，对天线进行单纯的线极化很难满足通信要求。在线极化的基础上，产生了圆极化。圆极化天线具有可接收任意极化方式的来波，且其辐射波也可被任意极化方式的天线收到，有旋向正交性，能够抑制云雨干扰和抗多径反射等优点。微带圆极化天线结合了微带天线和圆极化天线二者的优点，凭借其良好的电磁特性，广泛应用于无线应用，如：测量、通信、卫星、航天、全球定位系统和RFID系统等卫星通信、遥控、遥测技术。但是在具体实施中，圆极化的天线通常体积较大，轮廓较高，比较笨重，不易组装携带。由此可见，如何实现天线的圆极化、小型化和低剖面设计是通信设备相关领域人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种圆极化阵列天线与通信设备，用于实现圆极化、小型化和低剖面设计。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种圆极化阵列天线，包括椭圆贴片阵列、与所述椭圆贴片阵列连接的馈电网络、PCB板和地板；所述椭圆贴片阵列包括椭圆贴片和与所述椭圆贴片连接的第一微带线，各所述第一微带线通过并联馈电的方式与所述馈电网络连接，所述椭圆贴片阵列和所述馈电网络置于所述PCB板的上表面，所述地板置于所述PCB板的下表面，所述地板具有椭圆槽和矩形贴片，每一个所述椭圆槽和每一个所述矩形贴片为一组与所述椭圆贴片对应，所述椭圆槽与所述椭圆贴片之间具有环缝，所述矩形贴片与所述椭圆槽具有重叠部分且与所述椭圆贴片之间耦合短路，所述椭圆贴片的长轴和所述椭圆槽的长轴与所述第一微带线的投影夹角均为45度；其中，所述椭圆贴片和所述第一微带线的数量为2n，n为正整数。优选地，n为2，所述椭圆贴片阵列的4个所述椭圆贴片依次为第一椭圆贴片、第二椭圆贴片、第三椭圆贴片和第四椭圆贴片，所述第一椭圆贴片和所述第二椭圆贴片的间距、所述第三椭圆贴片和所述第四椭圆贴片的间距均相同，且均大于所述第二椭圆贴片与所述第三椭圆贴片的间距；相对应的，4个所述椭圆槽依次为第一椭圆槽、第二椭圆槽、第三椭圆槽和第四椭圆槽，所述第一椭圆槽和所述第二椭圆槽的间距、所述第三椭圆槽和所述第四椭圆槽的间距均相同，且大于所述第二椭圆槽和所述第三椭圆槽的间距，所述第二椭圆槽和所述第三椭圆槽连通。优选地，所述椭圆贴片的长轴是天线工作频率所对应波长的0.34倍，长轴和短轴的比是1.0438，所述椭圆槽的长轴和短轴的比也为1.0438；其中，所述天线工作频率在5.8GHz，ISM频段。优选地，所述第一椭圆贴片和所述第二椭圆贴片的间距、所述第三椭圆贴片和所述第四椭圆贴片的间距均为所述天线工作频率所对应波长的二分之一。优选地，所述馈电网络包括至少一种微带线和与所述微带线连接的T型转换器。优选地，所述馈电网络具体包括阻抗为50欧姆的第二微带线，阻抗为70.71欧姆的第三微带线、阻抗为100欧姆的第四微带线和3个所述T型转换器；其中，4条所述第二微带线分别与4条所述第一微带线连接，再与4条所述第三微带线连接，4条所述第三微带线再与4条所述第四微带线连接，4条所述第四微带线两两通过第一T型转换器和第二T型转换器连接，所述第一T型转换器和所述第二T型转换器均依次连接所述第二微带线，所述第三微带线和所述第四微带线连接后再通过第三T型转换器连接，所述第三T型转换器与所述第二微带线连接，作为单点馈电接口；其中，n为2，所述第一微带线的阻抗为50欧姆。优选地，所述PCB板为矩形单层双面PCB板，相对介电常数为4.4，正切损耗为0.02，厚度为1mm。优选地，所述PCB板的双面覆铜板的厚度均为35μm。优选地，所述第一椭圆贴片和所述第二椭圆贴片的间距、所述第三椭圆贴片和所述第四椭圆贴片的间距均是25mm，所述第二椭圆贴片与所述第三椭圆贴片的间距为19mm，所述矩形贴片长15mm，宽1.85mm，且所述矩形贴片靠近所述椭圆槽的圆心的一边距离所述圆心的水平距离为6.12mm，所述矩形贴片的底边与所述圆心的垂直距离为0.2mm；所述第一椭圆槽和所述第二椭圆槽的间距、所述第三椭圆槽和所述第四椭圆槽的间距均为25mm，所述第二椭圆槽和所述第三椭圆槽的间距是19mm；其中，所述天线工作频率所对应波长为50mm。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种通信设备，包括所述的圆极化阵列天线。本专利技术所提供的圆极化阵列天线，椭圆贴片阵列中的各椭圆贴片通过各第一微带线与馈电网络并联馈电，椭圆贴片阵列和馈电网络置于PCB板的上表面，地板置于PCB板的下表面，地板具有椭圆槽和矩形贴片，每一个椭圆槽和每一个矩形贴片为一组与一个椭圆贴片对应。椭圆槽和椭圆贴片之间具有环缝，从而构成电容加载，而椭圆贴片和矩形贴片之间耦合短路，从而构成电感加载，在此基础上，椭圆贴片的长轴和椭圆槽的长轴与第一微带线的投影夹角均为45度，从而在工作频段内实现圆极化辐射。由于椭圆贴片以及第一微带线的剖面都较低，厚度较小，所占体积也较小，因此，在圆极化的基础上，能够实现天线的小型化和低剖面设计且该天线成本较低，易集成，可广泛应用于无线通信领域。此外，本专利技术还提供一种包含上述天线的通信设备，同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种圆极化阵列天线的结构图；图2为本专利技术实施例提供的一种椭圆贴片阵列的结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种馈电网络的结构图；图4为本专利技术实施例提供的一种地板的结构图；图5为本专利技术实施例提供的一种圆极化阵列天线的回波损耗图；图6为本专利技术实施例提供的一种圆极化阵列天线的电磁仿真轴比曲线图；附图标记如下：1为椭圆贴片阵列、2为馈电网络、3为PCB板、4为地板、12为第一微带线、111为第一椭圆贴片、112为第二椭圆贴片、113为第三椭圆贴片、114为第四椭圆贴片、411为第一椭圆槽、412为第二椭圆槽、413为第三椭圆槽413、414为第四椭圆槽、O为圆心、21为第二微带线，22为第三微带线22、23为第四微带线、241为第一T型转换器、242为第二T型转换器、243为第三T型转换器、42为矩形贴片。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。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范围。本专利技术的核心是提供一种圆极化阵列天线与通信设备，用于实现圆极化、小型化和低剖面设计。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术实施例提供的一种圆极化阵列天线的结构图。图2为本专利技术实施例提供的一种椭圆贴片阵列的结构图。图3为本专利技术实施例提供的一种馈电网络的结构图。图4为本专利技术实施例提供的一种地板的结构图。需要说明的是，图1是以椭圆贴片和第一微带线为4个为例说明。如图1所述，该天线包括椭圆贴片阵列1、与椭圆贴片阵列1连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆极化阵列天线，其特征在于，包括椭圆贴片阵列(1)、与所述椭圆贴片阵列(1)连接的馈电网络(2)、PCB板(3)和地板(4)；所述椭圆贴片阵列(1)包括椭圆贴片和与所述椭圆贴片连接的第一微带线(12)，各所述第一微带线(12)通过并联馈电的方式与所述馈电网络(2)连接，所述椭圆贴片阵列(1)和所述馈电网络(2)置于所述PCB板(3)的上表面，所述地板(4)置于所述PCB板(3)的下表面上，所述地板(4)具有椭圆槽和矩形贴片(42)，每一个所述椭圆槽和每一个所述矩形贴片(42)为一组与所述椭圆贴片对应，所述椭圆槽与所述椭圆贴片之间具有环缝，所述矩形贴片(42)与所述椭圆槽具有重叠部分且与所述椭圆贴片之间耦合短路，所述椭圆贴片的长轴和所述椭圆槽的长轴与所述第一微带线(12)的投影夹角均为45度；其中，所述椭圆贴片和所述第一微带线(12)的数量为2

【技术特征摘要】
1.一种圆极化阵列天线，其特征在于，包括椭圆贴片阵列(1)、与所述椭圆贴片阵列(1)连接的馈电网络(2)、PCB板(3)和地板(4)；所述椭圆贴片阵列(1)包括椭圆贴片和与所述椭圆贴片连接的第一微带线(12)，各所述第一微带线(12)通过并联馈电的方式与所述馈电网络(2)连接，所述椭圆贴片阵列(1)和所述馈电网络(2)置于所述PCB板(3)的上表面，所述地板(4)置于所述PCB板(3)的下表面上，所述地板(4)具有椭圆槽和矩形贴片(42)，每一个所述椭圆槽和每一个所述矩形贴片(42)为一组与所述椭圆贴片对应，所述椭圆槽与所述椭圆贴片之间具有环缝，所述矩形贴片(42)与所述椭圆槽具有重叠部分且与所述椭圆贴片之间耦合短路，所述椭圆贴片的长轴和所述椭圆槽的长轴与所述第一微带线(12)的投影夹角均为45度；其中，所述椭圆贴片和所述第一微带线(12)的数量为2n，n为正整数。2.根据权利要求1所述的圆极化阵列天线，其特征在于，n为2，所述椭圆贴片阵列(1)的4个所述椭圆贴片依次为第一椭圆贴片(111)、第二椭圆贴片(112)、第三椭圆贴片(113)和第四椭圆贴片(114)，所述第一椭圆贴片(111)和所述第二椭圆贴片(112)的间距、所述第三椭圆贴片(113)和所述第四椭圆贴片(114)的间距均相同，且均大于所述第二椭圆贴片(112)与所述第三椭圆贴片(113)的间距；相对应的，4个所述椭圆槽依次为第一椭圆槽(411)、第二椭圆槽(412)、第三椭圆槽(413)和第四椭圆槽(414)，所述第一椭圆槽(411)和所述第二椭圆槽(412)的间距、所述第三椭圆槽(413)和所述第四椭圆槽(414)的间距均相同，且大于所述第二椭圆槽(412)和所述第三椭圆槽(413)的间距，所述第二椭圆槽(412)和所述第三椭圆槽(413)连通。3.根据权利要求2所述的圆极化阵列天线，其特征在于，所述椭圆贴片的长轴是天线工作频率所对应波长的0.34倍，长轴和短轴的比是1.0438，所述椭圆槽的长轴和短轴的比也为1.0438；其中，所述天线工作频率在5.8GHz，ISM频段。4.根据权利要求3所述的圆极化阵列天线，其特征在于，所述第一椭圆贴片(111)和所述第二椭圆贴片(112)的间距、所述第三椭圆贴片(113)和所述第四椭圆贴片(114)的间距均为所述天线工作频率所对应波...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴多龙，黄贝，谭富文，李健凤，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44