圆极化微带双工天线制造技术

本发明专利技术公开了一种圆极化微带双工天线，包括微带贴片天线、两个馈电探针、双工功率分配网络、发送端口以及接收端口；两个所述馈电探针均与所述双工功率分配网络连接；所述双工功率分配网络包括功率分配微带线、发送微带带阻滤波器、发送阻抗变换微带线、接收微带带阻滤波器和接收阻抗变换微带线；所述馈电探针包括水平微带和垂直金属探针，所述垂直金属探针的一端连接所述水平微带的中心，所述垂直金属探针的另一端与所述功率分配微带线相连。本发明专利技术设计了一个具有双工功能的微带圆极化双工天线，天线的发射与接收使用的电磁波极化方式相同，均为左旋圆极化电磁波；同时，通过设置发送和接收微带带阻滤波器，实现了发送与接收端口间的高隔离度。

Circularly polarized microstrip duplex antenna

The invention discloses a circular polarization microstrip duplex antenna, microstrip patch antenna, including two feed probe, duplex power distribution network, sending port and the receiving port; two the feed probe is connected with the duplex power distribution network; power distribution network including the duplex power distribution of microstrip line, microstrip transmission stop filter, sending and receiving microstrip line impedance microstrip bandpass filter and receiving impedance microstrip line; the feed probe comprises a horizontal and vertical metal microstrip probe, wherein one end of the vertical metal probe is connected with the level of microstrip center, the other end of the vertical metal probe is connected with the power distribution of the microstrip line. The invention designs a duplex function of circularly polarized microstrip antenna duplex antenna, transmitting and receiving the same electromagnetic wave polarization mode is used, are left circularly polarized electromagnetic wave; at the same time, by setting the sending and receiving microstrip bandpass filter, realizes sending and receiving high isolation between ports.

【技术实现步骤摘要】
圆极化微带双工天线
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种圆极化微带双工天线。
技术介绍
天馈系统是无线通信系统的最前端，是无线通信系统不可缺少的关键部件。天馈系统主要包括天线、滤波器和双工器，传统方法是三者单独设计，然后再进行连接。缺点是三者都需要独自的匹配网络与50欧姆馈线进行匹配，容易带来体积大、总量重的问题，同时，过多的匹配网络带来了损耗大的缺点。随着无线通信的发展，通信系统越来越趋向于小型化和集成化，因此，一体化的天馈系统具有极大的需求。双工天线将天线、滤波器、双工器等前端器件联合进行设计，能够使得射频前端系统的结构更加紧凑，减少不必要的损耗引入，使得通信系统的小型化和集成化更加容易实现。在现有的双工天线中，实现双工天线主要利用多频天线联合双工器的设计方法实现滤波双工天线，或者通过多模天线联合滤波器的设计方法实现滤波双工天线。目前提出的双工天线主要是线极化双工天线，而且天线的发射接收频率间的间隔较大，端口隔离度一般在20-30dB之间，天线的增益在5dBi以下。圆极化天线相对于线极化天线来说，其能够接收任意方向的电磁波，因此能够有效抵抗无线通信中的多径衰落效应以及克服由线极化天线引起的极化失配问题。因此，圆极化天线在RFID，GPS，北斗卫星系统等无线通信系统得到了广泛的应用。因此，目前的同极化双工天线总体来说存在端口隔离度不高，天线收发频率间隔较大，天线的增益不高的缺点。而且，目前的同极化双工天线基本上为线极化双工天线，比较少有圆极化双工天线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种圆极化微带双工天线，与现有的同极化双工天线相比，天线的发射与接收频率间隔较近，天线发射接收的端口隔离度高，并且天线的发射端口发射的电磁波和接收端口接收的电磁波均为圆极化波。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种圆极化微带双工天线，包括微带贴片天线、两个馈电探针、具备双工功能的双工功率分配网络、发送端口以及接收端口；其中两个所述馈电探针均与所述双工功率分配网络连接；所述双工功率分配网络包括功率分配微带线、发送微带带阻滤波器、发送阻抗变换微带线、接收微带带阻滤波器和接收阻抗变换微带线；所述发送微带带阻滤波器一端与所述发送端口相连、另一端通过所述发送阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；所述接收微带带阻滤波器一端与接收端口相连、另一端通过所述接收阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；所述馈电探针包括水平微带和垂直金属探针，所述垂直金属探针的一端连接所述水平微带的中心，所述垂直金属探针的另一端与所述功率分配微带线相连。进一步地，所述馈电探针为T型馈电探针，即所述水平微带和垂直金属探针相互垂直连接。进一步地，所述发送微带带阻滤波器通过所述发送阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；其中，发送阻抗变换微带线与功率分配微带线的连接位置处把功率分配微带线分成两段线，此两段线之间的长度之差为λg发/4；所述接收微带带阻滤波器通过所述接收阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；其中，接收阻抗变换微带线与功率分配微带线的连接位置处同样把功率分配线分成两段线，此两段线的之间长度之差为λg收/4；其中，λg发为发送信号在所述功率分配微带线上的波长，λg收为接收信号在所述功率分配微带线上的波长。进一步地，所述发送微带带阻滤波器包括两段第一末端开路微带线和一段第一连接微带线，所述连接微带线的两端分别接两段所述第一末端开路微带线，所述第一末端开路微带线的长度和宽度使得频率为f发的发送信号能够通过、而频率为f收的接收信号不能通过，所述第一连接微带线的长度和宽度使得频率为f发的发送信号能够通过、而频率为f收的接收信号不能通过。进一步地，所述接收微带带阻滤波器由两段第二末端开路微带线和一段第二连接微带线组成，所述第二连接微带线的两端分别接两段所述第二末端开路微带线，所述第二末端开路微带线的长度和宽度使得频率为f收的接收信号能够通过、而频率为f发的发送信号不能通过，所述第二连接微带线的长度和宽度使得频率为f收的接收信号能够通过、而频率为f发的发送信号不能通过。进一步地，所述发送微带带阻滤波器和所述接收微带带阻滤波器的工作通带相反，且所述发送微带带阻滤波器和所述接收微带带阻滤波器的阻带频率相反。进一步地，所述发送阻抗变换微带线的长度和宽度满足以下要求：满足在频率为f收的接收信号条件下，在发送端口接匹配负载时，发送阻抗变换微带线与功率分配微带线的连接端的阻抗接近开路。进一步地，所述接收阻抗变换微带线的长度和宽度满足以下要求：满足在频率为f发的发送信号条件下，在接收端口接匹配负载时，接收阻抗变换微带线与功率分配微带线的连接端的阻抗接近开路。进一步地，所述发送阻抗变换微带线和接收阻抗变换微带线工作于不同频率；所述发送阻抗变换微带线为35.4Ω阻抗变换线，其长度为λg收/4；所述接收阻抗变换微带线也为35.4Ω阻抗变换线，其长度为λg发/4；其中，λg发为发送信号在所述功率分配微带线上的波长，λg收为接收信号在所述功率分配微带线上的波长。进一步地，所述的圆极化微带双工天线还包括两个平行放置的上层介质基板和下层介质基板，所述下层介质基板的上表面覆盖有金属的反射地板，底面设置双工功率分配网络；所述微带贴片天线印刷在所述上层介质基板上表面；所述探针的水平微带印刷在所述上层介质基板的下表面。采用上述技术方案后，本专利技术至少具有如下有益效果：1、本专利技术将圆极化天线的功率分配网络与双工网络设计结合在一起，设计了一个既具有双工功能、又具有功率分配功能的双工功率分配网络；天线的发射端口以及接收端口的功率分配以及信号的移相均通过一段共同的接近低频工作频带四分之一波长的功率分配微带线来实现，因此天线的结构比较紧凑；同时通过在发送端口设置发送微带带阻滤波器，在接收端口设置接收微带带阻滤波器，实现了发送与接收端口间的高隔离度；2、本专利技术发射与接收的信号均通过T型探针上的微带与贴片天线进行耦合，由于经过功率分分配微带线移相后，两个端口的信号在两个T型探针的水平微带上的相位均是微带为x方向的探针相位超前于微带为y方向上的探针，因此实现了发射接收同极化，且均为圆极化；3、本专利技术发送接收互扰小，通过在发送微带带阻滤波器与功率分配微带线间插入发送阻抗变换微带线，发射支路不会对功率分配微带线上的接收信号产生影响；通过在接收微带带阻滤波器与功率分配微带线间插入接收阻抗变换微带线，能够使得在发送端口工作时，接收支路不会对功率分配微带线上的发送信号产生影响。因此，发送接收之间的互扰较小；4、现有的同极化双工天线，通常是基于带通滤波器的设计方法进行设计，而带通滤波器通带较关注于通带内的设计，在距离通带比较近的带外，抑制信号通过的效果一般不是很好，而想要提高带通滤波器的带外抑制通常需要增加带通滤波器的阶数，使得滤波器的设计更加复杂，尺寸增加；而本专利技术采用带阻滤波器的方法设计同极化的圆极化双工天线，其在距离通带较近的一侧的频带能够产生传输零点，抑制信号通过的效果较好，因此能实现比较小的发送接收频率间隔，并保持较好的发射接收隔离特性。附图说明图1为本专利技术圆极化微带双工天线的总结构示意图以及主要组成部分的编号标注；图2为本专利技术圆极化微带双工天线的总结构示意图以及细化的编号标注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆极化微带双工天线，其特征在于，包括微带贴片天线、两个馈电探针、具备双工功能的双工功率分配网络、发送端口以及接收端口；其中两个所述馈电探针均与所述双工功率分配网络连接；所述双工功率分配网络包括功率分配微带线、发送微带带阻滤波器、发送阻抗变换微带线、接收微带带阻滤波器和接收阻抗变换微带线；所述发送微带带阻滤波器一端与所述发送端口相连、另一端通过所述发送阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；所述接收微带带阻滤波器一端与接收端口相连、另一端通过所述接收阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；所述馈电探针包括水平微带和垂直金属探针，所述垂直金属探针的一端连接所述水平微带的中心，所述垂直金属探针的另一端与所述功率分配微带线相连。

【技术特征摘要】
1.一种圆极化微带双工天线，其特征在于，包括微带贴片天线、两个馈电探针、具备双工功能的双工功率分配网络、发送端口以及接收端口；其中两个所述馈电探针均与所述双工功率分配网络连接；所述双工功率分配网络包括功率分配微带线、发送微带带阻滤波器、发送阻抗变换微带线、接收微带带阻滤波器和接收阻抗变换微带线；所述发送微带带阻滤波器一端与所述发送端口相连、另一端通过所述发送阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；所述接收微带带阻滤波器一端与接收端口相连、另一端通过所述接收阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；所述馈电探针包括水平微带和垂直金属探针，所述垂直金属探针的一端连接所述水平微带的中心，所述垂直金属探针的另一端与所述功率分配微带线相连。2.根据权利要求1所述的圆极化微带双工天线，其特征在于，所述馈电探针为T型馈电探针，即所述水平微带和垂直金属探针相互垂直连接。3.根据权利要求1所述的圆极化微带双工天线，其特征在于，所述发送微带带阻滤波器通过所述发送阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；其中，发送阻抗变换微带线与功率分配微带线的连接位置处把功率分配微带线分成两段线，此两段线之间的长度之差为λg发/4；所述接收微带带阻滤波器通过所述接收阻抗变换微带线与所述功率分配微带线相连；其中，接收阻抗变换微带线与功率分配微带线的连接位置处同样把功率分配线分成两段线，此两段线的之间长度之差为λg收/4；其中，λg发为发送信号在所述功率分配微带线上的波长，λg收为接收信号在所述功率分配微带线上的波长。4.根据权利要求1或3所述的圆极化微带双工天线，其特征在于，所述发送微带带阻滤波器包括两段第一末端开路微带线和一段第一连接微带线，所述连接微带线的两端分别接两段所述第一末端开路微带线，所述第一末端开路微带线的长度和宽度使得频率为f发的发送信号能够通过、而频率为f收的接收信号不能通过，所述第一连接微带线的长度和宽度使得频率为f发的发送信号能够通过、而频率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢泽明，张培升，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44