一种宽频带圆极化微带天线制造技术

本发明专利技术涉及无线通信领域，特别涉及宽频带圆极化微带天线包括：金属底板；线极化微带天线单元；其中，线极化微带天线单元竖向设置在金属底板上且呈闭合的环形排列；以及金属底板上设置有给线极化微带天线单元端口馈电的宽带移相网络。宽带移相网络能够实现宽带的固定相移，采用四单元的顺序馈电可以使天线的相位中心稳定，宽带移相网络与四单元组阵结合后，还能够实现宽的天线轴比带宽。

A Broadband Circularly Polarized Microstrip Antenna

The invention relates to the field of wireless communication, in particular to a broadband circularly polarized microstrip antenna, which includes: a metal bottom plate; a linear polarized microstrip antenna unit; a linear polarized microstrip antenna unit vertically arranged on a metal bottom plate and arranged in a closed ring; and a broadband phase-shifting network provided with a port feed for a linear polarized microstrip antenna unit on the metal bottom plate. Broadband phase-shifting network can achieve broadband fixed phase-shifting. Four-element sequential feeding can stabilize the phase center of the antenna. When the broadband phase-shifting network is combined with four-element array, it can also achieve wide antenna axis-ratio bandwidth.

【技术实现步骤摘要】
一种宽频带圆极化微带天线
本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及宽频带圆极化微带天线。
技术介绍
宽频带天线可以使天线工作在较宽的频带内，应用于较广的场合，可同时接收和发送的多个频段的信号，提高了空间利用率，并且也增加了信道的容量。圆极化天线由于其圆极化性质的优势：(1)任意极化的来波都可以由圆极化天线接收到，相反，圆极化天线辐射的圆极化波可被任意极化的天线接受；(2)圆极化天线的旋向正交性；(3)对称目标会对圆极化波改变旋向。因此，采用圆极化波工作的雷达具有抗雨雾干扰的能力。而微带天线具有体积小、重量轻、成本低等特点。当前宽频带圆极化微带天线的带宽较窄，不能够同时覆盖多个频段，限制了应用范围，并且相位中心不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种相位中心更加稳定的宽频带圆极化微带天线。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种宽频带圆极化微带天线，包括：金属底板；线极化微带天线单元；其中，上述线极化微带天线单元竖向设置在金属底板上且呈闭合的环形排列；以及上述金属底板上设置有给线极化微带天线单元端口馈电的宽带移相网络。宽带移相网络能够实现宽带的固定相移，采用四单元的顺序馈电可以使天线的相位中心稳定，宽带移相网络与四单元组阵结合后，还能够实现宽的天线轴比带宽。进一步的是，上述线极化微带天线单元的个数为N，相邻线极化微带天线单元之间的夹角为A，其中N＝360°/A。进一步的是，上述线极化微带天线单元包括：单元基板；两条条形金属辐射带，相对的横向设置于单元基板一侧板面顶端，中间留有空隙；主辐射臂，设置于单元基板一侧板面上，位于两条条形金属辐射带下方并留有横向缝隙，该主辐射臂下端与金属底板连接；馈电金属带，设置于单元基板的另一侧板面，该馈电金属带其中一端与宽带移相网络连接。顶端的两条条形金属辐射带通过耦合能量的方式，拓宽了天线的阻抗带宽，并且在一定程度上具有引向的作用，增加天线的增益。进一步的是，上述馈电金属带为向上弯曲的钩状结构。进一步的是，上述主辐射臂包括：中部，为向下弯曲的迂回结构，中间设置有与上述空隙上下对应的竖向缝隙；左臂部和右臂部，分别位于该中部两侧且对称设置，上述两条条形金属辐射带分别与下方的左臂部、右臂部对应。进一步的是，上述线极化微带天线单元的两侧设置有与金属底板连接的寄生阵子，上述寄生阵子为竖向设置的接地金属辐射带。两边接地的寄生阵子会产生新的谐振，并且也与主辐射臂进行能量的耦合，展宽了天线的阻抗带宽。进一步的是，上述宽带移相网络包括：主网，设置有个数与线极化微带天线单元对应的并与线极化微带天线单元连接的端口；枝节，与主网连接，该枝节为直条形，一端与金属底板短路连接，另一端开路。宽带移相器网络在威尔金森功分器的基础之上加入了宽带移相的结构，并且宽带移相结构的枝节的一边进行短路，另一边采取开路的形式，在很宽的带宽内实现固定的角度移相。进一步的是，上述主网由n个子网组成，其中n＝N-1；上述子网包括一个输入端和两个输出端，子网上的输出端的支路之间设置隔离电阻；上述线极化微带天线单元连接一个输出端，上述主网中有一个子网的输入端为用于接收信号的信号端。通过设置隔离电阻以增加输出端口的隔离度，并且当天线故障时，能够吸收掉反射的能量，起到保护的作用。进一步的是，上述枝节设置于子网的输出端的支路上。进一步的是，上述线极化微带天线单元的个数为四个，围成俯视上的正方形；上述主网包括三个子网，其中，两个子网的每个输出端各连接一个线极化微带天线单元，另一个子网的两个输出端分别为上述两个子网的输入端、上述的一个子网的输入端为信号端。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为用于说明实施例一的宽频带圆极化微带天线示意图；图2为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线的线极化微带天线单元外侧面的示意图；图3为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线的线极化微带天线单元内侧面的示意图；图4为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线的宽带移相网络连接简图；图5为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线的宽带移相网络连接示意图；图6为用于说明本实施例二的宽频带圆极化微带天线的宽带移相网络连接简图；图7为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线仿真的回波损耗曲线图；图8为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线仿真的轴比曲线图；图9为用于说明本实施例一的宽频带圆极化微带天线3GHz时的三维远场增益方向图；图中标记：1-金属底板、2-线极化微带天线单元、2a-第一线极化微带天线单元、2b-第二线极化微带天线单元、2c-第三线极化微带天线单元、2d-第四线极化微带天线单元、2e-第五线极化微带天线单元、3-宽带移相网络、31-子网、31a-第一子网、31b-第二子网、31c-第三子网、31d-第四子网、310-子网输入端、311-子网输出端、4-介质基板、5-单元基板、6-条形金属辐射带、7-主辐射臂、71-主辐射臂中部、72-主辐射臂左臂部、73-主辐射臂右臂部、8-馈电金属带、9-接地金属辐射带、10-信号端、11-枝节、12-插槽、13-隔离电阻。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在结合附图对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。此外，下述说明中涉及到的本专利技术的实施例通常仅是本专利技术一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。关于本专利技术中术语和单位。本专利技术的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。如图1-5，实施例一：本实施例提供了一种工作在WLAN、WiMAX、WiFi和5G频段的3.3-3.6GHz、4.8-5GHz的环向对称的宽频带圆极化微带天线，主要是运用四个线极化微带天线单元2顺序环向排布和宽带馈电网络结合的形式，结构上每个基板都为双面的金属层，适用于无线通信、LTE、天通卫星系统等领域。一种宽频带圆极化微带天线，包括金属底板1和四个线极化微带天线单元2，金属底板1上设置有给线极化微带天线单元2端口馈电的宽带移相网络3。该金属底板1为四方形平板，该金属底板1上方设置与其尺寸适配的介质基板4；四个线极化微带天线单元2竖向插入在金属底板1上且呈闭合的环形排列，形成俯视视角上的正方形。线极化微带天线单元2包括：单元基板5、两条条形金属辐射带6、主辐射臂7和馈电金属带8。两条条形金属辐射带6，相对的横向设置于单元基板5一侧板面顶端，中间留有空隙；主辐射臂7，设置于单元基板5一侧板面上，位于两条条形金属辐射带6下方并留有横向缝隙，该主辐射臂7下端与金属底板1连接；馈电金属带8，设置于单元基板5的另一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽频带圆极化微带天线，其特征在于，包括：金属底板；线极化微带天线单元；其中，所述线极化微带天线单元竖向设置在金属底板上且呈闭合的环形排列；以及所述金属底板上设置有给线极化微带天线单元端口馈电的宽带移相网络。

【技术特征摘要】
1.一种宽频带圆极化微带天线，其特征在于，包括：金属底板；线极化微带天线单元；其中，所述线极化微带天线单元竖向设置在金属底板上且呈闭合的环形排列；以及所述金属底板上设置有给线极化微带天线单元端口馈电的宽带移相网络。2.如权利要求1所述的一种宽频带圆极化微带天线，其特征在于，所述线极化微带天线单元的个数为N，相邻线极化微带天线单元之间的夹角为A，其中N＝360°/A。3.如权利要求1所述的一种宽频带圆极化微带天线，其特征在于，所述线极化微带天线单元包括：单元基板；两条条形金属辐射带，相对的横向设置于单元基板一侧板面顶端，中间留有空隙；主辐射臂，设置于单元基板一侧板面上，位于两条条形金属辐射带下方并留有横向缝隙，该主辐射臂下端与金属底板连接；馈电金属带，设置于单元基板的另一侧板面，该馈电金属带其中一端与宽带移相网络连接。4.如权利要求3所述的一种宽频带圆极化微带天线，其特征在于，所述馈电金属带为向上弯曲的钩状结构。5.如权利要求3所述的一种宽频带圆极化微带天线，其特征在于，所述主辐射臂包括：中部，为向下弯曲的迂回结构，中间设置有与所述空隙上下对应的竖向缝隙；左臂部和右臂部，分别位于该中部两侧且对称设置，所述两条条形金属辐射带分别与下方的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣强，李波，杜国宏，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51