[发明专利]一种宽带多极化重构缝隙天线及其极化方法

摘要

本发明公开了一种宽带多极化重构缝隙天线及其极化方法，宽带多极化重构缝隙天线包括四层介质基板，第一层下表面设有椭圆形金属贴片，第二次上表面设有第一馈电结构，第三层上表面设有金属层，金属层上设有准十字形缝隙、第四层上表面设有第二馈电结构，第四层下表面设有可重构的威尔金森功分器。由第一馈电结构、第二馈电结构馈电的准十字形缝隙天线可以实现超高端口隔离度的两个相互垂直方向的线极化辐射状态，威尔金森功分器由pin二极管导通不同的路径经由金属化通孔与第一馈线结构、第二馈线结构连接，可以实现‑45°线极化、45°线极化、±45°双线极化、左旋圆极化以及右旋圆极化五种不同的天线极化方式，相对带宽接近20%，充分适应不同的工作要求。

主权项

一种宽带多极化重构缝隙天线，其特征在于，包含从上到下依次设置四层介质基板；所述四层介质基板均为矩形、中心点重合、且四层介质基板的长边均平行；所述第一层介质基板的下表面设有椭圆形金属贴片，所述椭圆形金属贴片的长边和第一层介质基板的一条对角线重合、椭圆形金属贴片的短边和第一层介质基板的另一条对角线重合；所述第二层介质基板的上表面和第三层介质基板的下表面之间通过至少三个支撑柱隔离，使得第二层介质基板的上表面和第三层介质基板的下表面平行且之间的距离等于预设的距离阈值；所述第二层介质基板的上表面设有第一馈电结构；所述第三层介质基板的上表面和所述第二层介质基板的下表面固连；所述第三层介质基板的上表面设有金属层，所述金属层在其中心设有准十字形缝隙，所述准十字形缝隙包含长度相同的第一至第四缝隙，其中，第一、第三缝隙在一条和所述金属层长边平行的直线上，且第一、第三缝隙关于金属层的中心对称；第二、第四缝隙在一条和所述金属层短边平行的直线上，且第二、第四缝隙关于金属层的中心对称；所述第四层介质基板的上表面和所述第三层介质基板的下表面固连；所述第四层介质基板的上表面上设有第二馈电结构；所述第一馈电结构、第二馈电结构均包含第一至第二U形末端微带线、第一至第二直线形连接微带线、U形连接微带线和直线形末端微带线；所述第一至第二U形末端微带线、U形连接微带线均包含两条短边和一条垂直连接两条短边的长边；所述第一、第二U形末端微带线开口相向；所述U形连接微带线的两端分别通过第一直线形连接微带线、第二直线形连接微带线和第一U形末端微带线的一端、第二U形末端微带线的一端相连；所述直线形末端微带线的一端和所述U形连接微带线长边的中点相连，所述直线形末端微带线和所述U形连接微带线长边垂直，所述直线形末端微带线和第一U形末端微带线的长边、第二U形末端微带线的长边、第一直线形连接微带线、第二直线形连接微带线均平行；所述第一馈电结构的直线形末端微带线在所述金属层上的投影和所述第二、第四缝隙在同一条直线上，第一馈电结构的第一、第二U形末端微带线的长边在所述金属层上的投影分别和所述第一、第三缝隙垂直相交；所述第二馈电结构的直线形末端微带线在所述金属层上的投影和所述第一、第三缝隙在同一条直线上，第二馈电结构的第一、第二U形末端微带线的长边在所述金属层上的投影分别和所述第二、第四缝隙垂直相交；所述第四层介质基板的下表面设有威尔金森功分器；所述威尔金森功分器包含第一U形贴片、第二U形贴片、T形贴片、第一直线贴片、第二直线贴片、第一L形贴片、第二L形贴片、以及第一至第二pin二极管；所述T形贴片包含一条长边和垂直设置在该长边的上短边；所述第一pin二极管的阳极和第一U形贴片的一端相连，阴极分别和第三pin二极管的阴极、第一L形贴片的一端相连；所述第二pin二极管的阳极分别和T形贴片长边的一端、第四pin二极管的阳极相连，阴极和所述第一U形贴片的另一端相连；所述第一直线贴片的一端和第三pin二极管的阳极相连，另一端和第四pin二极管的阴极相连；所述第七pin二极管的阳极和第二U形贴片的一端相连，阴极分别和第五pin二极管的阴极、第二L形贴片的一端相连；所述第八pin二极管的阳极分别和T形贴片长边的另一端、第六pin二极管的阳极相连，阴极和所述第二U形贴片的另一端相连；所述第一直线贴片的一端和第五pin二极管的阳极相连，另一端和第六pin二极管的阴极相连；所述第三层介质基板、第四层介质基板上设有用于与第一L形贴片的另一端和第一馈电结构直线形末端微带线的另一端连接的金属化通孔，并设有用于第二L形贴片的另一端和第二馈电结构直线形末端微带线的另一端连接的金属化通孔；所述第三层介质基板、第四层介质基板上设有切角，使得所述T形贴片短边的顶端位于切角切线的中点。