一种小型化双频带微带圆极化天线制造技术

本发明专利技术实施例提供一种小型化双频带微带圆极化天线，包括：天线辐射模块、等效磁性介质模块、降耦隔离模块、功分馈电网络模块。通过加载等效磁性介质模块，有效抬升了天线在工作频带内增益，并实现了工作带宽外滤波。本发明专利技术通过加载槽孔结构联合降耦隔离模块，提升了天线同极化端口之间隔离度。本发明专利技术通过加载功分馈电网络模块配合整体设计，实现天线小型化、双频化设计。本发明专利技术的天线具有结构紧凑，尺寸小，解决了现有微带圆极化天线的尺寸大、剖面高、带宽受限、增益低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化双频带微带圆极化天线
本专利技术涉属于天线
，特别涉及一种小型化双频带微带圆极化天线。
技术介绍
天线是有效地向空间辐射电磁波的装置，而天线的尺寸与天线的工作频率密切相关。当天线工作频率较低时，天线整体尺寸过大成为制约天线应用的重要因素。常用的圆极化天线多采用多馈法结合耦合馈电形式来实现宽带化、多频化、小型化；现有的微带圆极化天线至少存在以下问题：1、现有宽带微带圆极化天线常采用多馈法实现，在采用四馈法及更多馈电点同时，同极化端口之间的耦合过大使得微带圆极化天线的增益无法得到有效体现。2、现有宽带微带圆极化天线多通过天线辐射贴片上不同位置对应不同的谐振点组合形成宽带、多频带，这使得天线工作频率无法灵活地向更宽频带进行拓展。3、现有宽带微带圆极化天线实现双频带多采用有源器件进行滤波，使得天线的工作环境更为复杂，同时增加设计成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种双频带微带圆极化天线，本专利技术实现在小型化双频带条件下，提高天线的整体性能，降低设计成本；通过该专利技术可实现宽带微带圆极化天线中间频段滤波，降低天线设计成本同时兼顾了天线增益和圆极化性能。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种小型化双频带微带圆极化天线，包括：天线辐射模块、等效磁性介质模块、降耦隔离模块和功分馈电网络模块；所述天线辐射模块具有L型探针和天线辐射贴片，L型探针耦合产生谐振进行辐射，天线辐射贴片产生宽带谐振；所述降耦隔离模块设置在天线辐射模块下方；降耦隔离模块具有交叉金属板结构，用于降低圆极化天线四馈结构下同极化端口之间的耦合，提升同极化端口之间的隔离度；所述等效磁性介质模块设置在所述降耦隔离模块下方；所述等效磁性介质模块具有级联双矩形环结构，用于使电磁波入射时实现同相反射；所述L型探针顶部与天线辐射贴片连接，底部与等效磁性介质模块连接；所述功分馈电网络模块设置在等效磁性介质模块下方，用于提供给天线辐射贴片四路等幅相位差90°的输出。作为本专利技术的进一步改进，所述天线辐射模块包括第一介质板、连接片和感生枝节；所述天线辐射贴片设置在第一介质板上，所述连接片和感生枝节分布在天线辐射贴片外部；所述连接片延伸至第一介质板边缘处向下弯折并穿过等效磁性介质模块和功分馈电网络模块连接。作为本专利技术的进一步改进，所述天线辐射贴片的电流分布密集区域上设置有中心对称的矩形槽孔群。作为本专利技术的进一步改进，所述降耦隔离模块包括两个垂直平行Z轴的交叉金属隔离板，两个交叉金属隔离板将空气介质区域分为四部分，每部分分别对应一个L型探针。作为本专利技术的进一步改进，所述等效磁性介质模块包括第二介质板和馈电通孔；所述级联双矩形环结构设置在第二介质板上，所述馈电通孔设置在对应级联双矩形环结构内的区域上。作为本专利技术的进一步改进，所述级联双矩形环结构由四个双矩形环阵列布置而成，每个双矩形环内的一个角上设置一馈电通孔；所述L型探针穿过馈电通孔与馈电网络模块连接。作为本专利技术的进一步改进，四个双矩形环与第二介质板边缘相对倾斜设置，以使得四个双矩形环有一个角与对应的第二介质板边缘接触。作为本专利技术的进一步改进，所述功分馈电网络模块包括第三介质板和威尔金森功分器馈电网络；所述威尔金森功分器馈电网络设置在第三介质板上。作为本专利技术的进一步改进，所述威尔金森功分器馈电网络通过在传输枝节上设置等效复合电容电感为天线辐射贴片的四路馈电端口提供近似等幅相位差90°的馈电。作为本专利技术的进一步改进，所述极化天线整体为中心对称结构。相对与现有技术，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术的一种小型化双频带微带圆极化天线包括：天线辐射模块、等效磁性介质模块、降耦隔离模块及功分馈电网络模块。天线辐射模块采用槽孔并与降耦隔离模块联合设计实现了天线同极化端口之间的隔离度的提升。等效磁性介质模块采用级联双矩形环结构，用于实现高效率电磁波的传输与反射相位控制，使电磁波入射至该模块时实现同相反射，有助于天线工作频段内提升增益，并在工作频带内具有带通滤波效果。功分馈电网络模块通过加载电感电容结构实现了四个馈电端口之间的相位差的稳定性设计。本专利技术通过加载感生枝节联合采用L型探针耦合馈电实现高低频相对带宽分别为9.4％和3.6％。本专利技术通过加载等效磁性介质模块，实现天线在双工作频带内增益抬升，同时实现工作带宽外滤波。本专利技术通过加载槽孔结构联合降耦隔离模块，提升了天线同极化端口之间的隔离度。本专利技术通过加载功分馈电网络模块，实现天线小型化、高增益、双频化设计。该天线的工作频率为1.1GHz-1.3GHz，1.5GHz-1.65GHz。此外本专利技术的天线结构简单，易于加工。进一步，降耦隔离模块采用具有特定结构的垂直于天线法向的交叉金属隔离板结构，降低了圆极化天线四馈结构下同极化端口之间的耦合，并结合扼流开槽结构的共同设计，进一步降低了同极化端口之间的隔离度。进一步，天线辐射模块采用加载感生枝节，与天线辐射贴片联合设计实现天线工作带宽的拓展。附图说明图1为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的整体结构示意图；图2为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的辐射模块结构示意图；图3为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的降耦隔离模块结构示意图；图4为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的等效磁性介质模块结构示意图；图5为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的功分馈电网络模块结构示意图；图6为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的法向增益图；图7为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的电压驻波比图；图8为本专利技术小型化双频带微带圆极化天线的法向轴比图。具体实施方式下面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，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种小型化双频带微带圆极化天线，包括：天线辐射模块1、等效磁性介质模块2、降耦隔离模块3和功分馈电网络模块4；等效磁性介质模块2设置于功分馈电网络模块4上部部分。所述的等效磁性介质模块具有级联双矩形环21结构，实现双频带内高效率电磁波的传输与反射相位控制。降耦隔离模块3设置于天线辐射模块1与等效磁性介质模块2之间，利用具有特定结构设计的垂直平行Z轴的交叉金属隔离板，将空气介质区域分为四部分，每部分分别对应一个L型探针结构，实现了天线辐射模块1与等效磁性介质模块2之间空间中电磁波的阻断隔离。功分馈电网络模块4设置于等效磁性介质模块2的下方，通过传输枝节上的等效复合电容电感43结构设计为天线辐射贴片部分四路馈电端口提供近似等幅相位差90°的馈电。通过在天线辐射贴片边缘外加载感生枝节14，有效提升低频辐射特性，在天线主体辐射结构的初上，拓展天线的工作带宽，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化双频带微带圆极化天线，其特征在于，包括：天线辐射模块(1)、等效磁性介质模块(2)、降耦隔离模块(3)和功分馈电网络模块(4)；/n所述天线辐射模块(1)具有L型探针(11)和天线辐射贴片(13)，L型探针(11)耦合产生谐振进行辐射，天线辐射贴片产生宽带谐振；/n所述降耦隔离模块(3)设置在天线辐射模块(1)下方；降耦隔离模块(3)具有交叉金属板结构，用于降低圆极化天线四馈结构下同极化端口之间的耦合，提升同极化端口之间的隔离度；/n所述等效磁性介质模块(2)设置在所述降耦隔离模块(3)下方；所述等效磁性介质模块(2)具有级联双矩形环结构(22)，用于使电磁波入射时实现同相反射；所述L型探针(11)顶部与天线辐射贴片(13)连接，底部与等效磁性介质模块(2)连接；/n所述功分馈电网络模块(4)设置在等效磁性介质模块(2)下方，用于提供给天线辐射贴片四路等幅相位差90°的输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型化双频带微带圆极化天线，其特征在于，包括：天线辐射模块(1)、等效磁性介质模块(2)、降耦隔离模块(3)和功分馈电网络模块(4)；
所述天线辐射模块(1)具有L型探针(11)和天线辐射贴片(13)，L型探针(11)耦合产生谐振进行辐射，天线辐射贴片产生宽带谐振；
所述降耦隔离模块(3)设置在天线辐射模块(1)下方；降耦隔离模块(3)具有交叉金属板结构，用于降低圆极化天线四馈结构下同极化端口之间的耦合，提升同极化端口之间的隔离度；
所述等效磁性介质模块(2)设置在所述降耦隔离模块(3)下方；所述等效磁性介质模块(2)具有级联双矩形环结构(22)，用于使电磁波入射时实现同相反射；所述L型探针(11)顶部与天线辐射贴片(13)连接，底部与等效磁性介质模块(2)连接；
所述功分馈电网络模块(4)设置在等效磁性介质模块(2)下方，用于提供给天线辐射贴片四路等幅相位差90°的输出。


2.根据权利要求1所述的一种小型化双频带微带圆极化天线，其特征在于，所述天线辐射模块(1)包括第一介质板(12)、连接片(15)和感生枝节(14)；所述天线辐射贴片(13)设置在第一介质板(12)上，所述连接片(15)和感生枝节(14)分布在天线辐射贴片(13)外部；所述连接片(15)延伸至第一介质板(12)边缘处向下弯折并穿过等效磁性介质模块(2)和功分馈电网络模块(4)连接。


3.根据权利要求1或2所述的一种小型化双频带微带圆极化天线，其特征在于，所述天线辐射贴片(13)的电流分布密集区域上设置有中心对称的矩形槽孔群。


4.根据权利要求1所述的一种小型化双频带微带圆极化天线，其特征在于，所述降耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱士涛，万长艺，贺雨晨，赵梦然，李建星，张安学，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61