功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，它涉及一種雙圓極化貼片天線(xiàn)，具體涉及一種功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)。本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)貼片天線(xiàn)不能輻射圓極化波，且不能實(shí)現(xiàn)雙向圓極化的問(wèn)題。本發(fā)明的金屬貼片印刷在天線(xiàn)地板組件正面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)、第一連接微帶線(xiàn)、第一短微帶線(xiàn)、第一U形微帶線(xiàn)組成第一功分器，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)、第二連接微帶線(xiàn)、第二短微帶線(xiàn)和第二U形微帶線(xiàn)組成第二功分器。本發(fā)明用于無(wú)線(xiàn)電通信領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙圓極化貼片天線(xiàn)，具體涉及一種功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，屬于無(wú)線(xiàn)電通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微帶天線(xiàn)雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，其單一極化的特性已無(wú)法滿(mǎn)足許多場(chǎng)合的要求，因而微帶天線(xiàn)圓極化已逐步成為一種研究趨勢(shì)。微帶天線(xiàn)圓極化的基本原理就是通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)尺寸以及采用特殊的天線(xiàn)饋電方式，激勵(lì)出兩個(gè)幅度相等、相位差為九十度的線(xiàn)極化波，但傳統(tǒng)貼片天線(xiàn)不能輻射圓極化波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決傳統(tǒng)貼片天線(xiàn)不能輻射圓極化波，且不能實(shí)現(xiàn)雙向圓極化的問(wèn)題，進(jìn)而提出功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)。
[0004]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括金屬貼片和天線(xiàn)地板組件，本發(fā)明還包括第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)、第一連接微帶線(xiàn)、第一短微帶線(xiàn)、第一 U形微帶線(xiàn)、第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)、第二連接微帶線(xiàn)、第二短微帶線(xiàn)和第二 U形微帶線(xiàn)，金屬貼片為矩形，金屬貼片印刷在天線(xiàn)地板組件正面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)水平設(shè)置在天線(xiàn)地板組件背面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)的一端與天線(xiàn)地板組件背面的左側(cè)邊緣連接，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)的另一端與第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)的一條長(zhǎng)邊連接，第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)另一條長(zhǎng)邊的中部設(shè)有缺口，所述缺口的上端通過(guò)第一連接微帶線(xiàn)與第一 U形微帶線(xiàn)開(kāi)口端連接，所述缺口的下端與第一短微帶線(xiàn)的一端連接，第一 U形微帶線(xiàn)的開(kāi)口朝下，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)豎直設(shè)置在天線(xiàn)地板組件背面的下部，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)的下端與天線(xiàn)地板組件背面的底邊連接，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)的上端與第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)的一條長(zhǎng)邊連接，第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)另一條長(zhǎng)邊的中部設(shè)有缺口，所述缺口的一端通過(guò)第二連接微帶線(xiàn)與第二 U形微帶線(xiàn)的開(kāi)口端連接，所述缺口的另一端與第二短微帶線(xiàn)的下端連接，第二 U形微帶線(xiàn)的開(kāi)口朝左，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)、第一連接微帶線(xiàn)、第一短微帶線(xiàn)、第一 U形微帶線(xiàn)組成第一功分器，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)、第二連接微帶線(xiàn)、第二短微帶線(xiàn)和第二 U形微帶線(xiàn)組成第二功分器。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在不改變天線(xiàn)的整體尺寸的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了雙圓極化，拓寬了天線(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，本發(fā)明背饋時(shí)引入功分器達(dá)到等輻同相，通過(guò)移相器的引入使饋電實(shí)現(xiàn)正交相位差為90°，實(shí)現(xiàn)圓極化輻射。此種天線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)對(duì)饋電網(wǎng)絡(luò)的精心設(shè)計(jì)，是天線(xiàn)的軸比能夠達(dá)到盡量低的效果，達(dá)到很好的實(shí)現(xiàn)圓極化的目的。同時(shí)通過(guò)對(duì)兩個(gè)鏡像的饋電網(wǎng)絡(luò)的引入，達(dá)到實(shí)現(xiàn)雙圓極化的目的，使天線(xiàn)的適用范圍大大增強(qiáng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明的背面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是單個(gè)功分器的S參數(shù)示意圖，是4是單個(gè)功分器的史密斯圖，圖5是兩個(gè)功分器的S參數(shù)示意圖，圖6是兩個(gè)功分器的史密斯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)包括金屬貼片I和天線(xiàn)地板組件2，本實(shí)施方式還包括第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4、第一連接微帶線(xiàn)5、第一短微帶線(xiàn)6、第一 U形微帶線(xiàn)7、第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9、第二連接微帶線(xiàn)10、第二短微帶線(xiàn)11和第二 U形微帶線(xiàn)12，金屬貼片I為矩形，金屬貼片I印刷在天線(xiàn)地板組件2正面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3水平設(shè)置在天線(xiàn)地板組件2背面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3的一端與天線(xiàn)地板組件2背面的左側(cè)邊緣連接，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3的另一端與第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4的一條長(zhǎng)邊連接，第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4另一條長(zhǎng)邊的中部設(shè)有缺口，所述缺口的上端通過(guò)第一連接微帶線(xiàn)5與第一 U形微帶線(xiàn)7開(kāi)口端連接,所述缺口的下端與第一短微帶線(xiàn)6的一端連接,第一 U形微帶線(xiàn)7的開(kāi)口朝下，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8豎直設(shè)置在天線(xiàn)地板組件2背面的下部，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8的下端與天線(xiàn)地板組件2背面的底邊連接，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8的上端與第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9的一條長(zhǎng)邊連接，第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9另一條長(zhǎng)邊的中部設(shè)有缺口，所述缺口的一端通過(guò)第二連接微帶線(xiàn)10與第二 U形微帶線(xiàn)12的開(kāi)口端連接，所述缺口的另一端與第二短微帶線(xiàn)11的下端連接，第二 U形微帶線(xiàn)12的開(kāi)口朝左，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4、第一連接微帶線(xiàn)5、第一短微帶線(xiàn)6、第一 U形微帶線(xiàn)7組成第一功分器，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9、第二連接微帶線(xiàn)10、第二短微帶線(xiàn)11和第二 U形微帶線(xiàn)12組成第二功分器。
[0008]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)的金屬貼片I為正方形薄片，所述正方形薄片的邊長(zhǎng)為31.1mm，所述正方形薄片的厚度為0.1mm，天線(xiàn)地板組件2由正方形貼片介質(zhì)板、正方形地板和正方形功分器介質(zhì)板依次疊加組成，所述正方形地板的邊長(zhǎng)為65mm,所述正方形地板的厚度為0.1mm,所述正方形貼片介質(zhì)板的厚度為2mm,所述正方形功分器介質(zhì)板的厚度為1mm。
[0009]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，使天線(xiàn)呈現(xiàn)出一種層疊結(jié)構(gòu)，達(dá)到使天線(xiàn)剖面降低的目的。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0010]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)的第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3的長(zhǎng)度為16.5mm，第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4的寬度為7mm,第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4的長(zhǎng)度為13.3mm,第一連接微帶線(xiàn)5的長(zhǎng)度為4.55mm,第一短微帶線(xiàn)6的長(zhǎng)度為5.9mm,第一 U形微帶線(xiàn)7開(kāi)口處的寬度為3.9_。
[0011]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，通過(guò)對(duì)饋電網(wǎng)絡(luò)的精心設(shè)計(jì)，能夠使天線(xiàn)很好的實(shí)現(xiàn)圓極化性能，降低天線(xiàn)的軸比。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0012]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)的第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8的長(zhǎng)度為16.5mm，第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9的寬度為7mm,第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9的長(zhǎng)度為13.3mm,第二連接微帶線(xiàn)10的長(zhǎng)度為4.55mm,第二短微帶線(xiàn)11的長(zhǎng)度為5.9mm,第二 U形微帶線(xiàn)12開(kāi)口處的寬度為3.9mm。
[0013]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，能夠在實(shí)現(xiàn)單一圓極化的基礎(chǔ)上，達(dá)到實(shí)現(xiàn)雙圓極化的目的，同時(shí)不增加天線(xiàn)的整體尺寸，豐富天線(xiàn)的功能，拓寬天線(xiàn)的使用場(chǎng)合。使天線(xiàn)有更好的應(yīng)用前景。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0014]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)的第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)3、第一連接微帶線(xiàn)5、第一短微帶線(xiàn)6、第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)8、第二連接微帶線(xiàn)10、第二短微帶線(xiàn)11均是寬度為1.9mm的50 Ω的微帶線(xiàn)，第一 U形微帶線(xiàn)7和第二 U形微帶線(xiàn)12均是由寬度為1.9_的500的微帶線(xiàn)條組成的，第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)4和第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)9均是由寬度為Imm的70 Ω的微帶線(xiàn)條組成的。
[0015]本實(shí)施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，功分器能夠精確實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)的圓極化產(chǎn)生的條件。使天線(xiàn)能夠接收和輻射圓極化電磁波的基礎(chǔ)。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一、三或四相同。
[0016]工作原理
[0017]對(duì)第一功分器進(jìn)行饋電時(shí)，天線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)左旋圓極化；對(duì)第二功分器進(jìn)行饋電時(shí)，天線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)右旋圓極化；對(duì)第一功分器和第二功分器同時(shí)進(jìn)行饋電時(shí)可實(shí)現(xiàn)雙向圓極化。
[0018]單個(gè)功分器仿真的S參數(shù)的示意圖如圖3所示，從圖3中可以看出，在2-2.3GHz頻帶內(nèi)，功分器的S21和S31約為_(kāi)3dB，這樣再次說(shuō)明頻段內(nèi)，功分器基本實(shí)現(xiàn)平分功率的作用，同時(shí)我們也注意到此時(shí)的ISllI參數(shù)也在-1OdB以下，同樣滿(mǎn)足對(duì)貼片天線(xiàn)的饋電要求。
[0019]從圖4中可以看出，功分器的輸入阻抗為49.75Ω，這樣可以很好的實(shí)現(xiàn)饋電網(wǎng)絡(luò)和貼片天線(xiàn)的阻抗匹配，這樣無(wú)論從匹配還是S參數(shù)的角度，功分器都達(dá)到了相應(yīng)的電參數(shù)要求。至此單個(gè)功分器的仿真完成。也就完成了整個(gè)天線(xiàn)模型中最為重要和關(guān)鍵的饋電網(wǎng)絡(luò)的仿真。
[0020]從圖5中可以看出，在規(guī)定的頻帶內(nèi)(2-2.3GHz)，兩路分別饋電時(shí)，天線(xiàn)的反射系數(shù)都達(dá)到-1OdB以下。反射系數(shù)滿(mǎn)足帶寬要求。
[0021]從圖6中可以看出，兩路分別饋電時(shí)，輸入阻抗分別是49.86Ω和50.05Ω。很好的實(shí)現(xiàn)了匹配。
[0022]觀(guān)察兩種電參數(shù)的相關(guān)特性。在此以O(shè)dBi為增益的帶寬判別標(biāo)準(zhǔn)，以6dB為軸比帶寬的判別標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)天線(xiàn)的仿真結(jié)果進(jìn)行分析，然后整理仿真參數(shù)，表I為最終模型的圓極化特性性能。對(duì)整理的三線(xiàn)圖的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，發(fā)現(xiàn)在2.03-2.27GHz范圍內(nèi)左右旋圓極化都滿(mǎn)足要求，并且軸比和反射系數(shù)的帶寬比較寬。
[0023]表I天線(xiàn)的電參數(shù)
[0024]
【權(quán)利要求】
1.功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，它包括金屬貼片(I)和天線(xiàn)地板組件(2)，其特征在于:所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)還包括第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)、第一連接微帶線(xiàn)(5)、第一短微帶線(xiàn)(6)、第一 U形微帶線(xiàn)(7)、第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)、第二連接微帶線(xiàn)(10)、第二短微帶線(xiàn)(11)和第二 U形微帶線(xiàn)(12)，金屬貼片(I)為矩形，金屬貼片(I)印刷在天線(xiàn)地板組件(2)正面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)水平設(shè)置在天線(xiàn)地板組件(2)背面的中部，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)的一端與天線(xiàn)地板組件(2)背面的左側(cè)邊緣連接，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)的另一端與第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)的一條長(zhǎng)邊連接，第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)另一條長(zhǎng)邊的中部設(shè)有缺口，所述缺口的上端通過(guò)第一連接微帶線(xiàn)(5)與第一 U形微帶線(xiàn)(7)開(kāi)口端連接,所述缺口的下端與第一短微帶線(xiàn)(6)的一端連接，第一 U形微帶線(xiàn)(7)的開(kāi)口朝下，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)豎直設(shè)置在天線(xiàn)地板組件 (2)背面的下部，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)的下端與天線(xiàn)地板組件(2)背面的底邊連接，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)的上端與第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)的一條長(zhǎng)邊連接，第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)另一條長(zhǎng)邊的中部設(shè)有缺口，所述缺口的一端通過(guò)第二連接微帶線(xiàn)(10)與第二 U形微帶線(xiàn)(12)的開(kāi)口端連接，所述缺口的另一端與第二短微帶線(xiàn)(11)的下端連接，第二 U形微帶線(xiàn)(12)的開(kāi)口朝左，第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)、第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)、第一連接微帶線(xiàn)(5)、第一短微帶線(xiàn)(6)、第一 U形微帶線(xiàn)(7)組成第一功分器，第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)、第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)、第二連接微帶線(xiàn)(10)、第二短微帶線(xiàn)(11)和第二 U形微帶線(xiàn)(12)組成第二功分器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，其特征在于:金屬貼片(I)為正方形薄片，所述正方形薄片的邊長(zhǎng)為31.1mm,所述正方形薄片的厚度為0.1mm,天線(xiàn)地板組件(2)由正方形貼片介質(zhì)板、正方形地板和正方形功分器介質(zhì)板依次疊加組成，所述正方形地板的邊長(zhǎng)為65mm,所述正方形地板的厚度為0.1mm,所述正方形貼片介質(zhì)板的厚度為2mm,所述正方形功分器介質(zhì)板的厚度為1_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，其特征在于:第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)的長(zhǎng)度為16.5mm,第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)的寬度為7mm,第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)的長(zhǎng)度為13.3mm,第一連接微帶線(xiàn)(5)的長(zhǎng)度為4.55mm,第一短微帶線(xiàn)(6)的長(zhǎng)度為5.9mm,第一 U形微帶線(xiàn)(7)開(kāi)口處的寬度為3.9mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，其特征在于:第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)的長(zhǎng)度為16.5mm,第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)的寬度為7mm,第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)的長(zhǎng)度為13.3mm,第二連接微帶線(xiàn)(10)的長(zhǎng)度為4.55mm,第二短微帶線(xiàn)(11)的長(zhǎng)度為5.9mm,第二 U形微帶線(xiàn)(12)開(kāi)口處的寬度為3.9mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述功分器饋電的雙圓極化貼片天線(xiàn)，其特征在于:第一長(zhǎng)微帶線(xiàn)(3)、第一連接微帶線(xiàn)(5)、第一短微帶線(xiàn)(6)、第二長(zhǎng)微帶線(xiàn)(8)、第二連接微帶線(xiàn)(10)、第二短微帶線(xiàn)(11)均是寬度為1.9_的50Ω的微帶線(xiàn)，第一U形微帶線(xiàn)(7)和第二U形微帶線(xiàn)(12)均是由寬度為1.9!11111的500的微帶線(xiàn)條組成的，第一長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(4)和第二長(zhǎng)方形框體微帶線(xiàn)(9)均是由寬度為1mm的70Ω的微帶線(xiàn)條組成的。
【文檔編號(hào)】H01Q13/08GK103730734SQ201410018496
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】祁嘉然, 韓崇志, 林澍, 羅曉, 邱景輝, 特尼格爾 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)