[发明专利]用于圆极化信号的天线系统

权利要求书

1.一种天线系统，包括：

第一天线元件，所述第一天线元件用于辐射或接收处于目标波长范围内的垂直极化电磁信号分量，所述第一天线元件具有基本上竖直的轴线；

第二天线元件的阵列，所述第二天线元件的阵列用于辐射或接收处于所述目标波长范围内的聚合径向极化电磁信号分量，所述聚合径向极化电磁信号是从与所述第二天线元件中的对应的第二天线元件相关联的径向极化信号分量导出的，其中所述阵列限定与所述第一天线元件的所述基本上竖直的轴线大致正交的基本上水平的平面；和

合并网络，所述合并网络用于合并所接收的垂直极化电磁信号分量和所述聚合径向极化信号分量，使得所述第一天线元件、所述阵列和所述合并网络协作以产生或接收辐射图案，所述辐射图案在所述目标波长范围处是大致圆极化的。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第一天线元件包括基本上竖直的单极天线，所述基本上竖直的单极天线与介电基板上的接地平面相关联。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其中，所述基本上竖直的单极天线是被底部馈电的，并且与所述接地平面电绝缘。

4.根据权利要求2所述的天线系统，其中，所述基本上竖直的单极天线具有为在所述目标波长范围处的大约四分之一波长的高度。

5.根据权利要求2所述的天线系统，其中，所述基本上竖直的单极天线具有大约70毫米的高度，并且其中，所述目标波长范围是至少与全球定位系统(GPS)卫星信号相关联的波长。

6.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线元件中的每个第二天线元件包括倒F形天线元件，所述倒F形天线元件被定位在围绕所述第一天线元件或用于所述第一天线元件的接地平面的周边外部。

7.根据权利要求6所述的天线系统，其中，每个倒F形元件通过在所述基板中的通孔或导电过孔被进行中心馈电或在中心处被馈电。

8.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述第二天线元件包括：

多个倒F形元件，所述多个倒F形元件围绕所述单极天线的竖直轴线被定向成环，其中在所述环中，每个倒F形元件相对于任何相邻的F形元件旋转大约九十(90)度。

9.根据权利要求1权利要求1所述的天线系统，其中，圆极化的所述辐射图案具有盘形的或超环面的辐射增益图案，以用于在较高纬度处接收地球同步卫星信号。

10.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述合并网络包括：

第一合路器，所述第一合路器耦接到所述第二天线元件，所述第一合路器被配置为合并所述径向极化信号分量以产生所述聚合径向极化电磁信号；

相位延迟装置，所述相位延迟装置用于延迟所述聚合径向极化电磁信号的相位偏移，以在所述垂直极化电磁信号分量与所述聚合径向极化信号分量之间实现目标相位偏移；

第二合路器，所述第二合路器耦接到所述第一天线元件和所述相位延迟装置；所述第二合路器被配置为将所述垂直极化电磁信号分量与被延迟的聚合径向极化电磁信号分量合并以生成圆极化的所述辐射图案。

11.根据权利要求10所述的天线系统，其中，所述目标相位延迟为大约四十(40)度。

12.根据权利要求10所述的天线系统，其中，所述目标相位延迟被选择成在所述垂直极化电磁信号分量与被延迟的聚合径向极化电磁信号分量之间产生大约九十(90)度的目标相位延迟。