[实用新型]一种新型平面电小宽带圆极化天线

说明书

一种新型平面电小宽带圆极化天线属于无线通信领域，本实用新型创造性的提出了双枝辐射臂天线单元结构，可以使天线等效的电路谐振电路由“单谐振”模式变为“双谐振”模式，在不增大天线尺寸的基础上，有效的展宽了天线带宽。同时，天线采用了微带线的分布匹配技术，通过U型短路微带线对天线单元进行匹配；这样就无需在天线辐射枝上增加接地结构，天线板和馈电电路板只需要馈电柱连接即可，馈电柱既作为馈电结构又可以作为两个电路板之间的支撑结构，一物二用，大大简化了天线结构；并且，由于匹配结构是采用二维的平面电路实现，也非常易于加工和调试。在450MHz的频段该天线的典型尺寸长度可以缩短至18cm；工作频段比同尺寸下的PIFA圆阵天线增加30‑50％。

技术领域

本实用新型属于无线通信领域，具体的说是涉及一种用于物联网UHF频段无线通信中集中器、读写器、路由器等设备的一种新型宽带结构设计的一种电小宽带圆极化天线。

技术背景

由于物联网通信技术发展日新月异，目前对物联网无线通信中天线的一些定义还没有形成统一标准。我们借鉴移动通信的一些基本概念，把应用于传感器、标签的天线统称为物联网终端天线，将应用于集中器、读写器、路由器上的天线，我们统称为物联网基站天线。

在物联网发展的初期，物联网基站天线相对简单，一般为全向线极化天线，传感器、标签上的也基本采用线极化单天线。由于传感器、标签等终端设备的安装环境的复杂度很高，无法保证终端天线在实际使用的时候能保证极化。这样基站天线和终端天线很多情况下存在较大的极化损失，大大降低的通信的可靠性、减少了基站覆盖距离、并且加大了终端的通信功耗。如果基站天线、终端采用线极化天线，虽然会恒定有3dB左右的极化损耗；但是这个损耗会远低于两个线极化天线极化严重失配时带来的损耗。因此，在物联网感知层采用圆极化天线来改善和提高通信性能，不失为一种高性价比的方法。

目前圆极化天线一般采用平面贴片天线结构，但是这种天线的典型尺寸在二分之一波长左右，以450MHz频率为例，典型天线尺寸在33cm以上。这样的天线尺寸在实际应用中是困难的。

另外，采用四单元平面倒F天线组成圆阵结构，也是目前较为普遍的天线结构。但是这种天线结构较为复杂，每个天线单元除了馈电结构外，还有需要有对地进行短路匹配的三维结构，不便于实际的加工与调试；而且该种天线的带宽较窄，也影响了该种天线的使用范围。

如何设计一种圆极化、宽频段、尺寸小，结构紧凑，成本低、一致性好，便于安装调试的物联网基站天线，是UHF频段物联网基站天线设计中的难点问题。

发明内容

针对上述技术的缺陷，本实用新型提供了一种新型宽带结构设计的平面电小圆极化天线，该天线尺寸小、易于集成、一致性好，适用于物联网基站天线领域的新型平面电小宽带圆极化天线。

本实用新型提供的一种新型平面电小宽带圆极化天线是由天线单元、天线介质基板、馈电电路板、馈电网络、天线馈电点、天线底板覆铜组成；

进一步说明：天线单元由天线单元双枝辐射臂、天线单元馈电柱、天线单元微带匹配电路组成；

进一步说明:天线单元双枝辐射臂是由两个水平单振子成一定角度叠加而成；

进一步说明：天线单元微带匹配电路由U型微带线和对地短路通孔组成；

进一步说明：馈电网络包含馈电网络功分移相电路、馈电网络第一端口、馈电网络第二端口、馈电网络第三端口、馈电网络第四端口；