具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線制造技術

本發明專利技術公開一種具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，包括輻射層、孔徑耦合層及饋電層，輻射層擬合在孔徑耦合層的上方，饋電層擬合在孔徑耦合層的下方。輻射層的上表面設置用于展寬天線帶寬的圓形輻射貼片，孔徑耦合層的上表面設置有環形耦合貼片。饋電層的上表面敷設有敷銅金屬面，該敷銅金屬面刻蝕有第一饋電縫隙、第二饋電縫隙及隔離縫隙；饋電層的下表面設置相互垂直的第一饋線及第二饋線，第一饋線與饋電層的長邊之間連接處設置有第一端口，第二饋線與饋電層的寬邊之間連接處設置有第二端口，實現天線的雙極化性能；本發明專利技術所述天線還通過在饋電層的敷銅金屬面上開設一條傾角為45°的隔離縫隙，提高了天線的隔離度。

【技術實現步驟摘要】
具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線
本專利技術涉及射頻微波通信
，尤其涉及一種具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線。
技術介紹
近幾年，隨著頻譜資源的緊缺和通信容量要求的不斷增加，使得雙極化、高寬帶天線成為研究的熱點，改善天線隔離度已成為諸多無線電系統天線中經常遇到的問題。對于現有的多層饋電貼片天線，雖然采用兩個正交放置的饋電結構也可以實現雙極化性能，且隔離度較高，但是天線本身尺寸較大，不利于射頻前端的集成。
技術實現思路
本專利技術的主要目的提供一種具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，旨在解決現有多層饋電貼片天線尺寸較大而不利于射頻前端的集成的技術問題。為實現上述目的，本專利技術提供了一種具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，包括輻射層、孔徑耦合層以及饋電層，所述輻射層擬合在所述孔徑耦合層的上方，所述饋電層擬合在所述孔徑耦合層的下方，其中：所述輻射層的上表面設置有圓形輻射貼片，所述孔徑耦合層的上表面設置有環形耦合貼片；所述饋電層的上表面敷設有敷銅金屬面，該敷銅金屬面刻蝕有第一饋電縫隙、第二饋電縫隙以及隔離縫隙；所述饋電層的下表面設置第一饋線以及第二饋線，第一饋線與第二饋線垂直設置在饋電層的下表面，第一饋線與饋電層的長邊之間連接處設置有第一端口，第二饋線與饋電層的寬邊之間連接處設置有第二端口；所述第一端口和第二端口用于將外部信號源產生的信號分別饋電給第一饋線和第二饋線，所述饋電層用于將信號轉換為電磁波并通過第一饋電縫隙和第二饋電縫隙將電磁波傳遞至孔徑耦合層上表面的環形耦合貼片；所述環形耦合貼片用于將電磁波耦合至所述輻射層上表面的圓形輻射貼片，所述圓形輻射貼片將用于電磁波發射至外界環境中。優選的，所述圓形輻射貼片還用于從外界環境中接收電磁波，并將電磁波傳遞至所述孔徑耦合層上表面的環形耦合貼片；所述環形耦合貼片還用于通過第一饋電縫隙和第二饋電縫隙將電磁波傳遞至所述饋電層；所述饋電層還用于將電磁波轉化成兩路正交信號，第一饋線和第二饋線將兩路正交信號通過第一端口和第二端口輸出。優選的，所述輻射層與孔徑耦合層之間采用塑膠螺絲或尼龍柱擬合，所述饋電層與孔徑耦合層之間采用塑膠螺絲或尼龍柱擬合。優選的，所述輻射層、孔徑耦合層和饋電層均采用介電常數為4.4的FR4材料制成的矩形介質板，其中，所述輻射層、孔徑耦合層以及饋電層的長度和寬度均為l5.5mm，所述輻射層和孔徑耦合層的厚度均為1.6mm，所述饋電層的厚度為0.8mm。優選的，所述圓形輻射貼片采用圓形金屬銅片制成，該圓形輻射貼片的半徑為5.1mm。優選的，所述環形耦合貼片采用環形金屬銅片制成，該環形耦合貼片的外圓半徑為7.5mm，內圓半徑為4.5mm。優選的，所述第一饋電縫隙和第二饋電縫隙均為鏤空矩形縫隙，所述鏤空矩形縫隙的長度為5.8mm、寬度為2.8mm。優選的，所述第一饋電縫隙距離饋電層的長邊、寬邊的距離均為1.35mm，所述第二饋電縫隙距離饋電層的長邊、寬邊的距離均為1.35mm。優選的，所述第一饋線的一端設置在饋電層的長邊中軸線的距離1.5mm處，所述第二饋線的一端設置在饋電層的寬邊中軸線的距離1.5mm處。優選的，所述隔離縫隙為鏤空長條縫隙，該鏤空長條縫隙的長度為19.8mm、寬度為0.4mm。優選的，所述隔離縫隙以傾角為45°的排列方向刻蝕在所述饋電層上表面的對角線上。相較于現有技術，本專利技術所述具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線采用上述技術方案，達到了如下技術效果：本專利技術所述具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，該天線的結構簡單緊湊，通過在輻射層上表面設置一個圓形輻射貼片，展寬了天線的帶寬；采用在饋電層的上表面刻蝕一個傾角為45°的隔離縫隙，提高了天線兩端口的隔離度。通過仿真結果證明，本專利技術所述天線可以在一個較寬的工作頻段(9.6GHz-22.4GHz)內實現雙極化，并且在整個工作頻段內的天線隔離度均優于15dB。附圖說明圖1是本專利技術具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線優選實施例的結構示意圖；圖2是本專利技術所述具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線中的饋電層下表面的兩根饋線分布示意圖；圖3為本專利技術具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線的反射系數的仿真結果示意圖；圖4為本專利技術具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線的兩個端口之間的隔離度的仿真結果示意圖。本專利技術目的實現、功能特點及優點將結合實施例，將在具體實施方式部分一并參照附圖做進一步說明。具體實施方式為更進一步闡述本專利技術為達成上述目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本專利技術的具體實施方式、結構、特征及其功效進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。參照圖1所示，圖1是本專利技術具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線優選實施例的結構示意圖。在本實施例中，所述具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線包括輻射層1、孔徑耦合層2以及饋電層3。所述輻射層1擬合在孔徑耦合層2的上方，所述饋電層3擬合在孔徑耦合層2的下方。所述輻射層1與孔徑耦合層之間采用塑膠螺絲或尼龍柱擬合，所述饋電層3與孔徑耦合層2之間采用塑膠螺絲或尼龍柱擬合。所述輻射層1、孔徑耦合層2以及饋電層3均采用介電常數為4.4的FR4材料制成的矩形介質板。其中，所述輻射層1、孔徑耦合層2以及饋電層3的長度l和寬度w均優選為l5.5mm，輻射層1的厚度h1和孔徑耦合層2的厚度h2均為1.6mm，饋電層3的厚度h3優選為0.8mm。所述輻射層1的上表面設置有圓形輻射貼片10，所述圓形輻射貼片10采用金屬銅片制成的圓形貼片，其半徑r3優選為5.1mm。本專利技術采用輻射層1上表面設置的圓形輻射貼片10，能夠展寬天線的帶寬。所述孔徑耦合層2的上表面設置有環形耦合貼片20，所述環形耦合貼片20采用金屬銅片制成的環形貼片，其外圓的半徑r1優選為7.5mm，內圓的半徑r2優選為4.5mm。本專利技術采用孔徑耦合層2上表面設置的環形耦合貼片20，實現電磁波的孔徑耦合并能夠進一步展寬天線的帶寬。所述饋電層3的上表面設置有一個作為接地平面的敷銅金屬面30，該敷銅金屬面30刻蝕有第一饋電縫隙31、第二饋電縫隙32以及隔離縫隙33。第一饋電縫隙31和第二饋電縫隙32均為鏤空矩形縫隙，其長度l1為5.8mm、寬度w1為2.8mm，兩個鏤空矩形內沒有涂覆金屬銅。第一饋電縫隙31距離饋電層3的長邊、寬邊的距離Sh均為1.35mm，第二饋電縫隙32距離饋電層3的長邊、寬邊的距離Sh均為1.35mm。所述第一饋電縫隙31和第二饋電縫隙32以垂直排列方向刻蝕在所述饋電層3的上表面。所述隔離縫隙33為沒有涂覆金屬銅的鏤空長條縫隙，該鏤空長條縫隙的長度l3為19.8mm、寬度w3為0.4mm。所述隔離縫隙33刻蝕在饋電層3上表面的對角線上，在本實施例中，所述隔離縫隙33以傾角為45°的設置方向且長度約為λg(λg為9GHz的有效波長)刻蝕在饋電層3上表面的對角線上。由于所述饋電層3的上表面設置了隔離縫隙33，能夠減小天線兩端口P1、P2之間的電磁波相互干擾，從而提高天線隔離度。如圖2所示，圖2是本專利技術所述具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線中的饋電層下表面的兩根饋線分布本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，包括輻射層、孔徑耦合層以及饋電層，所述輻射層擬合在所述孔徑耦合層的上方，所述饋電層擬合在所述孔徑耦合層的下方，其特征在于：所述輻射層的上表面設置有圓形輻射貼片，所述孔徑耦合層的上表面設置有環形耦合貼片；所述饋電層的上表面敷設有敷銅金屬面，該敷銅金屬面刻蝕有第一饋電縫隙、第二饋電縫隙以及隔離縫隙；所述饋電層的下表面設置第一饋線以及第二饋線，第一饋線與第二饋線垂直設置在饋電層的下表面，第一饋線與饋電層的長邊之間連接處設置有第一端口，第二饋線與饋電層的寬邊之間連接處設置有第二端口；所述第一端口和第二端口用于將外部信號源產生的信號分別饋電給第一饋線和第二饋線，所述饋電層用于將信號轉換為電磁波并通過第一饋電縫隙和第二饋電縫隙將電磁波傳遞至孔徑耦合層上表面的環形耦合貼片；所述環形耦合貼片用于將電磁波耦合至所述輻射層上表面的圓形輻射貼片，所述圓形輻射貼片將用于電磁波發射至外界環境中。

【技術特征摘要】
1.一種具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，包括輻射層、孔徑耦合層以及饋電層，所述輻射層擬合在所述孔徑耦合層的上方，所述饋電層擬合在所述孔徑耦合層的下方，其特征在于：所述輻射層的上表面設置有圓形輻射貼片，所述孔徑耦合層的上表面設置有環形耦合貼片；所述饋電層的上表面敷設有敷銅金屬面，該敷銅金屬面刻蝕有第一饋電縫隙、第二饋電縫隙以及隔離縫隙；所述饋電層的下表面設置第一饋線以及第二饋線，第一饋線與第二饋線垂直設置在饋電層的下表面，第一饋線與饋電層的長邊之間連接處設置有第一端口，第二饋線與饋電層的寬邊之間連接處設置有第二端口；所述第一端口和第二端口用于將外部信號源產生的信號分別饋電給第一饋線和第二饋線，所述饋電層用于將信號轉換為電磁波并通過第一饋電縫隙和第二饋電縫隙將電磁波傳遞至孔徑耦合層上表面的環形耦合貼片；所述環形耦合貼片用于將電磁波耦合至所述輻射層上表面的圓形輻射貼片，所述圓形輻射貼片將用于電磁波發射至外界環境中。2.如權利要求1所述的具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，其特征在于：所述圓形輻射貼片還用于從外界環境中接收電磁波，并將電磁波傳遞至所述孔徑耦合層上表面的環形耦合貼片；所述環形耦合貼片還用于通過第一饋電縫隙和第二饋電縫隙將電磁波傳遞至所述饋電層；所述饋電層還用于將電磁波轉化成兩路正交信號，第一饋線和第二饋線將兩路正交信號通過第一端口和第二端口輸出。3.如權利要求1所述的具有雙極化性能的孔徑耦合饋電的寬帶貼片天線，其特征在于，所述輻射層與孔徑耦合層之間采用塑膠螺絲或尼龍柱擬合，所述饋電層與孔徑耦合層之間采用塑膠螺絲或尼龍柱擬合。4.如權利要求1所述的具有雙極化性能的孔徑耦合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曲美君，鄧力，李書芳，張貫京，葛新科，高偉明，張紅治，
申請(專利權)人：深圳市景程信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44