[发明专利]宽带圆极化高增益组合天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，具体涉及一种宽带圆极化高增益组合天线，属于天线技术领域。

背景技术

微带天线具有低剖面、体积小、重量轻且易与应用平台共形、易集成等优点，因此在很多应用领域都得到广泛应用。随着现代通信技术的发展，许多系统往往要求其具有宽频带、高增益及圆极化工作的特性。然而传统的圆极化微带天线结构的带宽窄、增益不高，使其难以满足前述系统的期望要求，而若采用其它形式的天线，例如常用的螺旋天线等，亦难以同时满足宽带、高增益及圆极化的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种宽带圆极化高增益组合天线，能够在相当宽的频带内同时保证良好的阻抗特性和辐射特性。

一种宽带圆极化高增益组合天线，该组合天线包括微带天线和角锥喇叭天线；

所述的微带天线包括上层介质基板、下层介质基板和支撑泡沫，在下层介质基板的上表面中心采用刻蚀掉其余部分的方法留下一个圆形结构，且圆形结构外圆上沿圆直径方向对称带有两个对称切角，该结构称为带有切角的圆形辐射贴片；在上层介质基板的下表面均匀刻蚀出呈中心对称的四个大小相同的圆形辐射贴片；上层介质基板的下表面通过硬性的支撑泡沫安装在下层介质基板的上表面，带有切角的圆形辐射贴片的中心与圆形辐射贴片的对称中心相对准；

所述的角锥喇叭天线为锥形框架结构，且其口径小的开口端安装在微带天线中下层介质基板的上表面，并将上层介质基板包围在角锥喇叭天线内部。

所述的组合天线工作的中心频率为10GHz，组合天线横向尺寸为63mm×63mm、纵向高度为26mm；所述组合天线在中心频率处天顶主极化增益为14.4dBi；所述组合天线在7.65GHz～12.44GHz频带内驻波比小于2，带宽为4.79GHz；天线天顶轴比在8.06GHz～10.36GHz频带内小于4dB，带宽为2.3GHz；天线同时满足驻波比小于2和轴比小于4dB的频带宽度为2.3GHz。

有益效果：（1）本发明采用双层微带天线与角锥喇叭天线的组合形式，使天线能在一定程度上拥有传统微带天线优点的同时，有效地拓展天线的工作带宽并提高其增益，并且该天线采用单端口同轴线进行激励，馈电结构简单，功能可靠。

（2）本发明中的双层微带天线部分分为两层，其中下层为由同轴直接激励的且具有对称切角的单个圆形贴片，以保证天线产生圆极化辐射；上层由四个尺寸相同且对称放置的圆形贴片构成，由下层贴片经耦合效应产生圆极化辐射，该结构形式大大展宽了天线的阻抗和圆极化带宽。

（3）本发明可以通过增大角锥喇叭天线辐射口径的方式，有效地提高天线增益。

附图说明

图1为本发明宽带圆极化高增益组合天线的整体结构图。

图2为本发明微带天线的结构图。

图3为本发明微带天线下层的结构图。

图4是本发明组合天线驻波比的仿真结果图。

图5是本发明组合天线天顶处轴比的仿真结果图。

图6是本发明组合天线天顶处增益的仿真结果图。

图7是本发明中心频率处天线方向图仿真结果图。

图8是本发明中心频率处天线轴比仿真结果图。

其中，1-微带天线、2-角锥喇叭天线、3-下层介质基板、4-上层介质基板、5-带有切角的圆形辐射贴片、6-圆形辐射贴片、7-支撑泡沫

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1所示，本发明提供了一种宽带圆极化高增益组合天线，该组合天线包括微带天线1和角锥喇叭天线2，角锥喇叭天线2置于微带天线1的上表面。

如附图2和附图3所示，微带天线1包括上层介质基板4、下层介质基板3和支撑泡沫7，在下层介质基板3的上表面中心刻蚀一个圆形结构，即采用刻蚀掉其余部分的方法留下一个圆形结构，且圆形结构外圆上沿圆直径方向带有两个对称切角，该结构称为带有切角的圆形辐射贴片5；

在上层介质基板4的下表面均匀刻蚀出呈中心对称的四个大小相同的圆形辐射贴片6，即在上层介质基板4的下表面中心采用刻蚀掉其余部分的方法留下四个大小相同的圆形结构。

上层介质基板4的下表面通过硬性的支撑泡沫7安装在下层介质基板3的上表面，且带有切角的圆形辐射贴片5的中心与圆形辐射贴片6的对称中心相对准，带有切角的圆形辐射贴片5和圆形辐射贴片6大小不同但相近，可以有效地展宽天线的工作频带。