[发明专利]基于宽带巴伦馈电的双圆极化贴片阵列天线

说明书

本发明提出的一种基于宽带巴伦馈电的双圆极化贴片阵列天线，包括由上至下层叠布置的第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板；第一介质基板的上表面布置有多个天线单元组成的天线阵列；第二介质基板的上表面布置有圆环形馈电网络；第三介质基板的下表面布置有第一微带巴伦和第二微带巴伦；第一微带巴伦的两个馈电点通过两根同轴探针分别连接圆环形馈电网络，第二微带巴伦的两个馈电点通过剩余的两根同轴探针分别连接圆环形馈电网络。本发明中，使用多馈点激励法实现天线阵列的双圆极化特性，并且引入的圆环馈电网络作为实现弱耦合的介质，降低了天线设计的复杂度，也大大提高了天线的3dB轴比带宽。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种基于宽带巴伦馈电的双圆极化贴片阵列天线。

背景技术

目前，天线实现圆极化的方法大致有单端口激励法、多馈点激励法和多元法。采用单端口激励的圆极化天线3dB轴比带宽约为1％不能满足宽带无线通信的要求；多馈点激励法只能实现单个天线单元的圆极化，不能实现多个天线单元组成的天线阵列的圆极化；采用多元法设计圆极化天线步骤复杂，虽然能实现天线阵列的圆极化，但是通过这种方法得到的3dB轴比带宽仍然只能达到50％左右。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于宽带巴伦馈电的双圆极化贴片阵列天线。

本发明提出的一种基于宽带巴伦馈电的双圆极化贴片阵列天线，包括由上至下层叠布置的第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板，还包括四根同轴探针；

第一介质基板的上表面布置有多个天线单元组成的天线阵列；第二介质基板的上表面布置有圆环形馈电网络；第三介质基板的下表面布置有第一微带巴伦和第二微带巴伦，第三介质基板的上表面布置有接地层；

第一微带巴伦的两个馈电点通过两根同轴探针分别连接圆环形馈电网络，

第二微带巴伦的两个馈电点通过剩余的两根同轴探针分别连接圆环形馈电网络。

优选的，第一介质基板和第二介质基板之间具有0到2mm的间距。

优选的，第一介质基板和第二介质基板之间的间距为1mm。

优选的，圆环形馈电网络朝向每一个天线单元均延伸出一个对应的第一矩形枝节，且每一个天线单元均朝向圆环形馈电网络延伸出一个对应的第二矩形枝节；第一矩形枝节和第二矩形枝节分别沿着圆环形馈电网络圆周方向均匀分布。

优选的，第一介质基板的上表面布置有四个六边形的天线单元，且四个天线单元顺时针或者逆时针均匀布置在圆环形馈电网络的外周并旋转对称。

优选的，第一介质基板和第二介质基板的尺寸和介电常数均相同。

优选的，四根同轴探针垂直穿过第二介质基板和第三介质基板设置。

优选的，第一微带巴伦和第二微带巴伦均由一个两等分的威尔金森功分器和一个90°移相器组成。

优选的，第一微带巴伦和第二微带巴伦相互正交放置。

优选的，第三介质基板的上表面印刷有金属接地板作为接地层。

本发明提出的一种基于宽带巴伦馈电的双圆极化贴片阵列天线，在第一微带巴伦、第二微带巴伦和天线单元的基础上增加了圆环形馈电网络，将圆环馈电网络作为传递圆极化的介质，通过第一微带巴伦和第二微带巴伦使用多馈点激励法引入具有90度相位差的激励信号，并通过同轴探针将激励信号送至圆环馈电网络，圆环馈电网络通过电磁波的弱耦合作用在天线阵列上产生两个等幅度且相位差为90°的激励信号，实现了圆极化特性。

本发明中，使用多馈点激励法实现天线阵列的双圆极化特性，并且引入的圆环馈电网络作为实现弱耦合的介质，降低了天线设计的复杂度，也大大提高了天线的3dB轴比带宽。

附图说明