本发明专利技术涉及一种圆极化微带天线，包括：绝缘层、设置在绝缘层一面的金属接地层以及设置在绝缘层另一面的金属辐射阵子和用于为金属辐射阵子馈电的馈电网络，金属辐射阵子包括4N个金属贴片，每4个金属贴片组成一个基本小阵，基本小阵的4个金属贴片的中心排布在同一圆周上，馈电网络包括与金属贴片一一对应的微带线，各微带线的一端与对应的金属贴片相连，另一端连接阻抗变换器，阻抗变换器连接天线阵端口；通过微带线相位延迟来补偿金属贴片空间旋转产生的相位差；利用阻抗变换器使射频信号能量分成不同大小，按照顺时针或者逆时针的方向依次传输到个金属贴片。本申请提供了一种低旁瓣、窄波束、高增益、体积小、轴比带宽大的微带天线。天线。天线。
【技术实现步骤摘要】
圆极化微带天线以及天线阵列
[0001]本专利技术涉及天线领域，特别是涉及圆极化微带天线以及天线阵列。
技术介绍
[0002]智能交通领域中，专用短程无线通信DSRC对信号覆盖的范围有较高的要求，希望在RSU内使用较小的天线面积实现高增益、低旁瓣、窄波束、圆极化的天线性能，需要对微带天线进行组阵，通过相位、功率分配对天线阵的方向图进行综合赋形设计。
[0003]微带天线阵在馈电网络设计中，常用的馈电网络有并联馈电和串联馈电。并联馈电易于实现等幅同相馈电和不等幅同相馈电设计，但往往因为馈电网络较长使天线方向图发生畸变，在等幅同相馈电中，天线方向图的第一旁瓣电平较高。串联馈电结构紧凑、体积小巧，但该方案在串联级数较多时，馈电网络会对天线方向图有影响，且随着频率的变化，馈电网络相位变化会引起方向图偏移。
技术实现思路
[0004]基于此，有必要针对常用的馈电网络的上述问题，提供一种圆极化微带天线以及天线阵列。
[0005]一种圆极化微带天线，包括：绝缘层、设置在所述绝缘层一面的金属接地层以及设置在所述绝缘层另一面的金属辐射阵子和用于为所述金属辐射阵子馈电的馈电网络，所述金属辐射阵子包括4N个金属贴片，每4个所述金属贴片组成一个基本小阵，各所述基本小阵的第一金属贴片、第二金属贴片、第三金属贴片和第四金属贴片的中心排布在同一圆周上；所述馈电网络包括微带线和阻抗变换器，所述基本小阵的4个金属贴片中的第一金属贴片和第二金属贴片通过第一微带线并联组成第一并联结构，第三金属贴片和第四金属贴片通过第二微带线并联组成第二并联结构，所述第一并联结构和所述第二并联结构通过第一阻抗变换器串联，所述第一并联结构和所述第二并联结构的串联连接点通过第二阻抗变换器并联至天线阵端口；
[0006]当信号由所述天线阵端口输入各所述基本小阵时，从所述串联连接点通过所述第二阻抗变换器进行阻抗变换，从所述第一微带线和所述第一阻抗器连接处通过所述第一阻抗变换器进行阻抗变换，所述第一微带线对所述第一金属贴片和所述第二金属贴片进行相位补偿，所述第二微带线对所述第三金属贴片和所述第四金属贴片进行相位补偿，使射频信号能量分成不同大小，按照顺时针或者逆时针的方向依次传输到所述基本小阵的各金属贴片。
[0007]在其中一个实施例中，所述基本小阵的4个金属贴片呈中心对称、旋转间隔90度排布在同一圆周上。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一微带线包括第一子段和第二子段，所述第一子段和第二子段的连接处为所述第一微带线与所述第一阻抗器的连接处，所述第一子段与所述第一金属贴片相连，所述第二子段与所述第二金属贴片相连；所述第二微带线包括第三子
段和第四子段，所述第三子段和第四子段的连接处为所述串联连接点，所述第三子段与所述第三金属贴片相连，所述第四子段与所述第四金属贴片相连；
[0009]所述第二子段比所述第一子段长，所述第四子段比第三子段长，所述第一子段和所述第二子段完成所述第一金属片和所述第二金属片90度的相位补偿；所述第三子段、第四子段和第一阻抗变换器完成所述第三金属片和所述第四金属片180度的相位补偿；所述第一阻抗变换器决定基本小阵的4个金属贴片的功率分配。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一阻抗变换器包括第一子阻抗段和第二子阻抗段，所述第一子阻抗段和所述第一微带线相连，所述第二子阻抗段和所述第二微带线相连，所述第一子阻抗段的线宽为2.26mm，线长为8.9mm；所述第二子阻抗段的线宽为1.1mm，线长为89.1mm；所述第二阻抗变换器包括第三子阻抗段和第四子阻抗段，所述第三子阻抗段和所述第四子阻抗段上分配的功率相等；所述天线阵端口的输入阻抗为50欧姆，从所述串联连接点通过所述第二阻抗变换器对天线阵端口的输入阻抗变换至100欧姆，从所述第一子段和所述第二子段的连接处，通过所述第一阻抗变换器对天线阵端口的输入阻抗变换至100欧姆。
[0011]在其中一个实施例中，各所述基本小阵的第二阻抗变换器通过与蛇形微带相位延迟线相连后并联至所述天线阵端口。
[0012]在其中一个实施例中，所述金属贴片通过切角微扰技术实现阵元的圆极化。
[0013]在其中一个实施例中，所述金属贴片由正方形的金属贴片相对的两个角处形成切角而形成，所述切角是一等边三角形。
[0014]在其中一个实施例中，所述4个金属贴片的圆心和任一所述金属贴片的中心的连线与所述金属贴片的边垂直或平行。
[0015]在其中一个实施例中，还包括与所述基本小阵同层设置的屏蔽墙，所述屏蔽墙通过金属过孔连通所述金属接地层，所述屏蔽墙呈环形结构，且所述基本小阵位于所述屏蔽墙的环形空间内。
[0016]一种天线阵列，至少包括两个上述的圆极化微带天线。
[0017]上述圆极化微带天线以及天线阵列，相邻的两个金属贴片在空间上有一定度的相位差，连接多个金属贴片的馈电网络通过微带线相位延迟来补偿金属贴片空间旋转产生的相位差，以达到展宽天线阵轴比带宽目的；利用阻抗变换器使射频信号能量分成不同大小，按照顺时针或者逆时针的方向依次传输到个金属贴片；再以多个金属贴片为一组通过组阵，收窄天线波束角度，并降低天线旁瓣电平。
附图说明
[0018]图1示出了一个实施例中圆极化微带天线侧视结构图；
[0019]图2示出了一个实施例中圆极化微带天线俯视结构图；
[0020]图3示出了一个实施例中圆极化微带天线底视结构图；
[0021]在附图中，10、金属贴片；11、基本小阵；12、屏蔽墙；101、切角；21、第一子段；22、第二子段；31、第一阻抗变换器；32、第二阻抗变换器；33、第三阻抗变换器；34、第四阻抗变换器；40、天线阵端口；41、蛇形微带相位延迟线。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
[0024]如图1至3所示，在一个实施例中，提供了一种圆极化微带天线，绝缘层、设置在绝缘层一面的金属接地层以及设置在绝缘层另一面的金属辐射阵子和用于为金属辐射阵子馈电的馈电网络，金属辐射阵子包括4N个金属贴片10，每4个金属贴片10组成一个基本小阵11，各基本小阵11的第一金属贴片10、第二金属贴片10、第三金属贴片10和第四金属贴片10的中心排布在同一圆周上；馈电网络包括微带线和阻抗变换器，基本小阵11的4个金属贴片10中的第一金属贴片10和第二金属通过第一微带线并联组成第一并联结构，第三金属贴片10和第四金属贴片10通过第二微带线并联组成第二并联结构，第一并联结构和第二并联结构通过第一阻抗变换器串联，第一并联结构和第二并联结构的串联连接点通过第二阻抗变换器并联至天线阵端口本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆极化微带天线，其特征在于，包括：绝缘层、设置在所述绝缘层一面的金属接地层以及设置在所述绝缘层另一面的金属辐射阵子和用于为所述金属辐射阵子馈电的馈电网络，所述金属辐射阵子包括4N个金属贴片，每4个所述金属贴片组成一个基本小阵，各所述基本小阵的第一金属贴片、第二金属贴片、第三金属贴片和第四金属贴片的中心排布在同一圆周上；所述馈电网络包括微带线和阻抗变换器，所述基本小阵的4个金属贴片中的第一金属贴片和第二金属贴片通过第一微带线并联组成第一并联结构，第三金属贴片和第四金属贴片通过第二微带线并联组成第二并联结构，所述第一并联结构和所述第二并联结构通过第一阻抗变换器串联，所述第一并联结构和所述第二并联结构的串联连接点通过第二阻抗变换器并联至天线阵端口；当信号由所述天线阵端口输入各所述基本小阵时，从所述串联连接点通过所述第二阻抗变换器进行阻抗变换，从所述第一微带线和所述第一阻抗器连接处通过所述第一阻抗变换器进行阻抗变换，所述第一微带线对所述第一金属贴片和所述第二金属贴片进行相位补偿，所述第二微带线对所述第三金属贴片和所述第四金属贴片进行相位补偿，使射频信号能量分成不同大小，按照顺时针或者逆时针的方向依次传输到所述基本小阵的各金属贴片。2.如权利要求1所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述基本小阵的4个金属贴片呈中心对称、旋转间隔90度排布在同一圆周上。3.如权利要求2所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一微带线包括第一子段和第二子段，所述第一子段和第二子段的连接处为所述第一微带线与所述第一阻抗器的连接处，所述第一子段与所述第一金属贴片相连，所述第二子段与所述第二金属贴片相连；所述第二微带线包括第三子段和第四子段，所述第三子段和第四子段的连接处为所述串联连接点，所述第三子段与所述第三金属贴片相连，所述第四子段与所述第四金属贴片相连；所述第二子段比所述第一子段长，所述第四子段比第三子段长，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：井立，曹坤，李彦明，夏曙东，
申请(专利权)人：北京千方科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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