[发明专利]一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线

说明书

本发明公开了一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，通过将AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线无缝级联而成，AB类射频功率放大器包括输入电路、输入匹配及稳定网络、栅极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee1、晶体管、漏极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee2和第一电容，输入电路将输入信号输出至输入匹配及稳定网络，输入匹配及稳定网络将输入信号中的直流信号隔离后，得到第一个交流射频信号输出至晶体管的栅极，晶体管对第一个交流射频信号进行放大处理，得到第二个交流射频信号，第一电容对第二个交流射频信号隔直后通过圆极化天线辐射出去；优点是兼具高增益和高功率附加效率，且具有较大的天线阻抗带宽、较高的天线辐射效率。

技术领域

本发明涉及一种宽带圆极化天线，尤其是涉及一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，有限的频谱资源已变的十分拥挤。为适应连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接等不同场景的信息通信，第五代通信技术(5G)应运而生。发射机作为无线通信系统中不可或缺的一部分，而射频功率放大器和天线是作为发射机的关键部分，通常处在发射机的末端。由于所处位置和功能的特殊，射频功率放大器和天线性能的优劣会直接影响发射机整体性能的优劣。因此，射频功率放大器的效率和线性度的提升及天线结构和性能的改进对适应5G通信技术的发展、提高用户终端体验等都具有十分重大的意义。

传统线性射频功率放大器(Power amplifier,PA)的工作频率很高，但相对频带较窄，一般都采用选频网络作为负载回路。线性射频功率放大器按照电流导通角的不同，主要分为甲(A)类射频功率放大器、甲乙(AB)类射频功率放大器和乙(B)类射频功率放大器这三类。A类射频功率放大器的效率低于AB类射频功率放大器和B类射频功率放大器，但增益和线性度是几类中最好的。AB类射频功率放大器和B类射频功率放大器都适用于大功率工作状态，B类射频功率放大器的输出功率和效率是三类中最高的。对比以上三类射频功率放大器的优缺点，AB类射频功率放大器是兼容A类射频功率放大器与B类射频功率放大器的优势的一种设计，比A类射频功率放大器提高了小信号输入时的效率，随着输出功率的增大，效率也增高；同时，它的效率比以及保真度而言，都优于A类射频功率放大器和B类射频功率放大器。未来发展趋向是越来越多的采用高偏流的AB类射频功率放大器，以减少低电平信号的失真。

天线在发射机中起到发射和接收电磁波、转换传输系统里的导行波和自由空间里的电磁波的作用，因此天线工作性能的好坏会直接对通信系统传输信息的能力产生影响。随着无线通信技术的日益发展成熟，通信系统对天线也有着各种各样的需求，以往单一的线极化微带天线难以满足，因此圆极化天线、变极化天线逐渐被提出并发展起来。因为天线自身具有极化特性，所以在接收传输信号和抑制干扰信号方面，选用恰当的天线极化方式是非常重要的。天线的极化方式分为三种：线极化、圆极化和椭圆极化。一般来讲，圆极化天线是椭圆度不大的椭圆极化天线，圆极化天线还分为左旋圆极化天线和右旋圆极化天线。任意的圆极化波都是由两个互相正交的线极化波组成的，因此圆极化天线除了能接收和发送圆极化波之外，还可以接收线极化波，从前那种单一的线极化微带天线难以满足现在通信系统的需求，圆极化天线的研究就显得十分重要，对其的研究也越来越多。共面波导(Coplanar Waveguide,CPW)馈电的天线作为印刷型天线的一种，它具有其独特的优点：①制作工艺简单，费用低；②天线尺寸更加小，集成度更加高；③相对于金属孔来说，其有更低的接地电感等。