[发明专利]一种馈电网络层、天线系统及其产生四种极化方式的方法

权利要求书

1.一种馈电网络层，其特征在于，包括互成镜像对称的两个馈电网络；每个馈电网络包括馈电输入端口、Wilkinson功分器、慢波线结构、Schiffman移相器和分支线定向耦合器；每个馈电网络中的馈电输入端口连接Wilkinson功分器的输入端口，Wilkinson功分器的第一输出端口依次连接慢波线结构、Schiffman移相器和分支线定向耦合器的第一输入端口；两个馈电网络通过交叉结构的四个端口连接在一起；交叉结构的第一端口和第三端口分别连接第一馈电网络中的分支线定向耦合器的第二输入端口和第二馈电网络中的分支线定向耦合器中的第二输入端口，交叉结构的第二端口和第四端口分别连接第一馈电网络中的Wilkinson功分器的第二输出端口和第二馈电网络中的Wilkinson功分器的第二输出端口；两个分支线定向耦合器中的四个输出端口为馈电输出端口，其中，所述交叉结构包括两根平行的微带线，以及垂直于平行微带线的三根微带线构成。

2.一种天线系统，其特征在于，包括从下往上依次层叠的馈电网络层、第二介质基板层、金属地层、第一介质基板层和辐射层，以及垂直穿过所述馈电网络层、第二介质基板层、金属地层、第一介质基板层、辐射层且电连接馈电网络层和辐射层的金属探针，其中，所述馈电网络层如权1所述的馈电网络层；并且，两个分支线定向耦合器中的四个馈电输出端口，通过四根金属探针与辐射层电连接；

该辐射层包括四个尺寸一样的正方形金属贴片和一个“十”字型金属贴片；四个正方形金属贴片分别置于“十”字型金属贴片划分形成的四个象限内；每个正方形金属贴片的每边分别平行于“十”字型金属贴片的横臂和纵臂，且其与横臂和纵臂形成的缝隙的间距相等；“十”字型金属贴片的四臂长度小于正方形金属贴片的边长；四个金属探针在辐射层形成四个第一开孔；该四个第一开孔分别位于“十”字型金属贴片的四个顶端处；“十”字型金属贴片通过金属探针从馈电网络层获得能量，并通过耦合的方式将能量耦合到四个正方形金属贴片。

3.根据权利要求2所述的一种天线系统，其特征在于，该第一介质基板层和第二介质基板层的相对介电常数均为3.55；第一介质基板层的厚度为2mm，第二介质基板层的厚度为0.508mm。

4.根据权利要求3所述的一种天线系统，其特征在于，该金属探针为圆柱形，其直径为1.2mm。

5.根据权利要求4所述的一种天线系统，其特征在于，该Schiffman移相器是具有90°移相功能的移相器。

6.根据权利要求2～5任一项所述的一种天线系统，其特征在于，该天线系统的工作频率为2.45GHz；其对应的自由空间波长为λ＝122.4mm。

7.根据权利要求6所述的一种天线系统，其特征在于，该“十”字型金属贴片的四臂长度均为λ/4。

8.根据权利要求7所述的一种天线系统，其特征在于，该Wilkinson功分器、慢波线结构、Schiffman移相器和分支线定向耦合器相互之间依次用50欧姆微带线连接。

9.如权利要求2～8任一项所述的一种天线系统产生四种极化方式的方法，其四种极化方式为：左旋圆极化、右旋圆极化、+45°线极化和-45°线极化，其方法分别为：

左旋圆极化：对两个馈电输入端口分别施加幅度为1相位为0°和幅度为0相位为0°的激励，四个馈电输出端口上的响应分别为幅度为1相位为0°、幅度为1相位为-90°、幅度为1相位为-180°和幅度为1相位为-270°；

右旋圆极化：对两个馈电输入端口分别施加幅度为0相位为0°和幅度为1相位为0°的激励，四个馈电输出端口上的响应分别为幅度为1相位为-270°、幅度为1相位为-180°、幅度为1相位为-90°、幅度为1相位为0°；

+45°线极化：对两个馈电输入端口分别施加幅度为1相位为0°和幅度为1相位为-90°的激励，四个馈电输出端口上的响应分别为幅度为1相位为0°、幅度为0相位为0°、幅度为1相位为-180°、幅度为0相位为0°；

-45°线极化：对两个馈电输入端口分别施加幅度为1相位为-90°和幅度为1相位为0°的激励，四个馈电输出端口上的响应分别为幅度为0相位为0°、幅度为1相位为-180°、幅度为0相位为0°、幅度为1相位为0°。