【技术实现步骤摘要】
本技术属于无线通信，尤其涉及一种紧凑型圆极化宽缝隙天线。
技术介绍
1、天线是无线传输必不可少的部分，对于天线的研究也越来越多。天线是一种将电磁波能量转换成电能或者把电能转换成电磁波能量的一种器件。其中，圆极化天线具有抗多径衰落、抗多径畸变、抗干扰能力强等优点，为了更好的在各种通信应用中提高系统的准确性和灵活性，研究圆极化天线使其具有结构简单、宽频带和高增益等特性成为热点，圆极化天线被广泛应用于卫星通信、雷达、全球定位、无线能量传输等无线系统中。
2、微带缝隙天线具有重量轻、损耗低、易集成等优点，且具有较小的尺寸和较宽的阻抗带宽，自问世以来就得到广泛的研究和应用。圆极化天线与微带缝隙天线结合，可以进一步简化结构和制作过程，进而实现天线的小型化。圆极化微带缝隙天线的设计和应用受到了广泛的重视。现有的大多数圆极化天线结构复杂，且3dbarbw部分覆盖了所需频段，未能拥有足够宽的频带覆盖整个所需频段。
3、如《基于电谐振器的5g多频段小型化准全向天线》的中文论文，利用缺陷地结构和分支贴片实现了多频段，阻抗带宽分别为0.82-0.94ghz、1.76-3.63ghz和4.80-4.90ghz，但是其各个目标频段无法完全覆盖，且结构复杂。例如名称为《single-elementandmimocircularlypolarizedmicrostripantennaswith negligiblebackradiationfor5gmid-bandhandsets》的英文论文，提出一种mimo微带天线，通过在天线贴片上
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺点与不足，本技术提供一种紧凑型圆极化宽缝隙天线。该天线的轴比带宽具有可完整覆盖整个所需频段的特性，可应用于5g通信系统，同时具有小型化、较宽的带宽、结构简单的特点。
2、本技术解决所述技术问题的技术方案是：设计一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，该天线包括一层fr4材料的介质基板(1)、微带馈线(2)、第一金属贴片(3)、第二金属贴片(5)、第三金属贴片(4)、第四金属贴片(6)和金属接地面；微带馈线(2)、第一金属贴片(3)、第二金属贴片(5)、第三金属贴片(4)、第四金属贴片(6)均为矩形，五者依次由下而上的以竖直方向中线对齐的方式衔接在一起，形成一个左右对称的金属辐射贴片；该金属辐射贴片设置在介质基板(1)的正面，金属辐射贴片竖直方向中线与介质基板(1)的竖直方向的中线重合，且微带馈线(2)的底部与介质基板(1)的下部的边缘处重合；
3、微带馈线(2)的长度小于其宽度；第一金属贴片(3)的长度小于其宽度；第二金属贴片(5)的长度大于其宽度；第三金属贴片(4)的长度小于其宽度；第四金属贴片(6)的长度等于其宽度；在该五者中，第三金属贴片(4)的长度最小，微带馈线(2)的长度与第四金属贴片(6)的长度相等且大于第三金属贴片(4)的长度，第一金属贴片(3)的长度大于微带馈线(2)的长度，第二金属贴片(5)的长度大于第一金属贴片(3)的长度；在第一金属贴片(3)的下部居中设置有一个“十”字型缝隙，且“十”字型缝隙的水平方向缝隙的长边大于竖直方向缝隙的长边；
4、金属接地面设置在介质基板(1)的背面，包括设置在介质基板(1)的背面外周边缘处的“口”字型金属贴片(7)和两条对称的设置在“口”字型金属贴片(7)内部的方形缝隙的一条对角线上两侧的条形金属贴片(8)；条形金属贴片(8)的一端为等边直角三角形，其另一端的顶部的中间开有矩形缺口，通过等边直角三角形的一端与“口”字型金属贴片(7)内部的方形缝隙的一个顶角衔接在一起；两条条形金属贴片(8)以两者的矩形缺口正对的方式设置，一条条形金属贴片(8)绕其所在“口”字型金属贴片(8)内部缝隙的对角线的中点旋转180°后与另一条条形金属贴片(8)重合；所述“口”字型金属贴片(7)的上部的金属贴片、左侧的金属贴片及右侧的金属贴片的厚度相同，且较其下部的金属贴片的厚度薄。
5、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：该天线采用缺陷地结构，采用蚀刻在地平面的方形缝隙作为辐射源，在方形缝隙的内部加载一对条形金属贴片来产生圆极化，并在条形金属贴片的顶部开有一矩形缺口，提升阻抗带宽。馈电金属辐射贴片顶部为方形贴片结构，增强了馈电线与方形缝隙之间的耦合，馈电金属辐射贴片内部开出一个“十”字结构缝隙，有效优化了电流路径。通过微带馈线直接馈电，相比其他应用于5g中频的天线，减少了结构复杂度，更为小型化，具有高阻抗带宽且完整覆盖所需频带。仿真结果表明：该天线的工作带宽达到了3.07-3.85ghz，轴比带宽为3.4-4.01ghz，具有较宽的阻抗带宽和轴比带宽，覆盖lte42(3.4-3.6ghz)，lte43(3.6-3.8ghz)标准，可以稳定的为5g中频应用使用。
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1.一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，该天线包括一层FR4材料的介质基板(1)、微带馈线(2)、第一金属贴片(3)、第二金属贴片(5)、第三金属贴片(4)、第四金属贴片(6)和金属接地面；微带馈线(2)、第一金属贴片(3)、第二金属贴片(5)、第三金属贴片(4)、第四金属贴片(6)均为矩形，五者依次由下而上的以竖直方向中线对齐的方式衔接在一起，形成一个左右对称的金属辐射贴片；该金属辐射贴片设置在介质基板(1)的正面，金属辐射贴片竖直方向中线与介质基板(1)的竖直方向的中线重合，且微带馈线(2)的底部与介质基板(1)的下部的边缘处重合；
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，介质基板(1)长度为30mm，宽度为35mm，厚度为1.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，微带馈线(2)的长度为3mm，宽度为5mm；第一金属贴片(3)的长度为5mm，宽度为5.5mm；第二金属贴片(5)的长度为12mm，宽度为2mm；第三金属贴片(4)的长度为1mm，宽度为6mm；第四金属贴片(6)的长度为3mm。
4.根据权利要求1或3所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，第一金属贴片(3)上的“十”字型缝隙的底部距离微带馈线(2)的底部6mm，且“十”字型缝隙的水平方向缝隙的尺寸为3mm×0.5mm，其竖直方向缝隙的尺寸为0.5mm×2mm。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，“口”字型金属贴片(7)的外尺寸的长度为30mm，宽度为35mm；“口”字型金属贴片(7)内部的方形缝隙的边长为20mm，方形缝隙的底部与微带馈线(2)的底部之间的距离为10mm。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，两个条形金属贴片(8)之间的距离为6.3mm，条形金属贴片(8)的宽度为2mm。
7.根据权利要求1或6所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，条形金属贴片(8)顶部的中间的矩形缺口的长度为2mm，宽度为1mm。
...【技术特征摘要】
1.一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，该天线包括一层fr4材料的介质基板(1)、微带馈线(2)、第一金属贴片(3)、第二金属贴片(5)、第三金属贴片(4)、第四金属贴片(6)和金属接地面；微带馈线(2)、第一金属贴片(3)、第二金属贴片(5)、第三金属贴片(4)、第四金属贴片(6)均为矩形，五者依次由下而上的以竖直方向中线对齐的方式衔接在一起，形成一个左右对称的金属辐射贴片；该金属辐射贴片设置在介质基板(1)的正面，金属辐射贴片竖直方向中线与介质基板(1)的竖直方向的中线重合，且微带馈线(2)的底部与介质基板(1)的下部的边缘处重合；
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，介质基板(1)长度为30mm，宽度为35mm，厚度为1.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型圆极化宽缝隙天线，其特征在于，微带馈线(2)的长度为3mm，宽度为5mm；第一金属贴片(3)的长度为5mm，宽度为5.5mm；第二金属贴片(5)的长度为12mm，宽度为2m...
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