[发明专利]交叉缝隙馈电双频圆极化介质谐振器天线

说明书

技术领域

本发明属于谐振器天线领域，尤其涉及一种交叉缝隙馈电双频圆极化介质谐振器天线。

背景技术

在过去的20年里，人们对介质谐振器天线进行了大量研究，介质谐振器天线具有许多优点，如体积小、重量轻和宽带等。今天，对圆极化天线的需求日益增长，因为圆极化系统不易受大气极化偏转作用的影响，在收发天线的放置上更灵活。因此，许多圆极化介质谐振器天线被提出。然而，这些设计中大多数是单频带的设计，只有非常有限的研究是针对双频带圆极化天线的。介绍了一种双馈双频带圆极化天线，但它需要正交耦合器提供两路正交信号，因此，显著增大了系统的体积。提出了一种单馈双频圆极化介质天线的设计。长方体介质块的两个对角被切掉，激励起了两组正交模式，由此，获得了圆极化场。现有的低频带和高频带的轴比带宽分别为5.2%和1.4%，但是，对某些应用来说，这个带宽有点窄。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种带宽比较宽的交叉缝隙馈电双频圆极化介质谐振器天线。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括长方体介质谐振器天线，其特征在于：所述长方体介质谐振器天线的相对介电常数为εr=10，尺寸为a=18mm，b=58mm和d=10mm；介质块被放置在一个由50欧姆微带线馈电的交叉缝隙上；缝隙的宽度为W=1mm，两臂长度分别为L1=19mm和L2=10mm；微带线的宽度为Wf=4.7mm，探出天线中心的长度为Ls=17mm；交叉缝隙被蚀刻在15×15cm2的覆铜介质板上。

进一步地，所述的介质板厚度为h=1.57mm，相对介电常数为εrs=2.33。

本发明有益效果：本发明所述的天线的长宽比很大。低频带和高频带的3-dB轴比带宽测量值分别为15.1%和2.4%。在低频段主极化为左旋圆极化，而在高频段主极化为右旋圆极化。天线在通带内的增益为2.1dBi-5.3dBi。因此，该天线在卫星通信收发共用天线应用中具有潜在的应用价值。

附图说明

为本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明结构示意图。

图中，1为介质板、2为介质谐振天线、3为介质块。

具体实施方式

如图所示，本发明包括长方体介质谐振器天线2，其特征在于：所述长方体介质谐振器天线2的相对介电常数为εr=10，尺寸为a=18mm，b=58mm和d=10mm；介质块3被放置在一个由50欧姆微带线馈电的交叉缝隙上；缝隙的宽度为W=1mm，两臂长度分别为L1=19mm和L2=10mm；微带线的宽度为Wf=4.7mm，探出天线中心的长度为Ls=17mm；交叉缝隙被蚀刻在15×15cm2的覆铜介质板1上。

所述的介质板厚度为h=1.57mm，相对介电常数为εrs=2.33。

该天线低频带和高频带的3-dB轴比带宽分别为19.7%和6.1%，是目前所知的带宽最宽的单馈双频带圆极化。该天线的长宽比很大，基模、高次模和的谐振频率非常靠近。通过调整交叉缝隙两臂的长度，三组方向、相位均正交的模式被激励起来，圆极化模式和融合在一起，构成了低频带；圆极化模式构成了高频带。

在低频段内，主极化方向左旋，轴向方向上左旋圆极化场比右旋圆极化场大39dB；然而在高频段内，主极化方向为右旋，轴向方向上右旋圆极化场比左旋圆极化场大18dB。通带内，天线轴向的增益介于2.1dBi和5.3dBi之间。高频段内的增益峰值高于低频段内的峰值，这是因为电尺寸大的天线能够提供更大的增益。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。