CN102820534B

CN102820534B - 宽带圆极化贴片天线

Info

Publication number: CN102820534B
Application number: CN201110159803.8A
Authority: CN
Inventors: 唐锡辉; 薛泉; 黄衡
Original assignee: Shenzhen Research Institute of CityU
Current assignee: Shenzhen Research Institute of CityU
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: CN102820534A

Abstract

本发明涉一种宽带圆极化贴片天线，包括金属微带贴片(1)、金属接地板(3)和位于所述金属微带贴片(1)和金属接地板(3)之间的介质板，其特征在于，所述金属微带贴片(1)包括第一金属微带贴片(101)以及与其基本镜像的第二金属微带贴片(102)，其中第一金属微带贴片(101)为谐振频率为f1的四分之一波长接地短路贴片，第二金属微带贴片(102)为谐振频率为f2的四分之一波长贴片，其中频率f1与f2邻近，且f1＜f2。本发明的天线能够大幅增加工作带宽，改善了天线的性能，并降低了在实际应用中的调试难度。

Description

宽带圆极化贴片天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及天线中的一种宽带圆极化贴片天线。

背景技术

近年来，随着卫星定位通信系统(如GPS，北斗卫星)的快速发展，圆极化贴片天线得到越来越多的关注。圆极化贴片天线具有尺寸小、重量轻、低剖面、易于加工、对天气环境适用性强等特点。传统的圆极化贴片天线的工作原理是：通过在贴片边缘切角或加载尾状物，使得在某一频点贴片上有一对方向相互垂直、幅度相等而相位相差大约90度的表面电流，从而在这一频点激励出圆极化波。由于只能在单一频点激励出圆极化波，传统的圆极化贴片天线带宽较窄。另一方面，随着无线通信终端设备的体积不断变小，对天线的尺寸也有更高要求。为此，设计人员提出了很多方案来实现天线的小型化。四分之一波长短路接地的方法是一种常用的实现贴片天线小型化的技术，但这种技术会引入较大的交叉极化，而且一般应用在线极化天线，很难应用于单一馈点的圆极化贴片天线。目前来说，对于圆极化贴片天线，实现小型化的主要方法有两种，第一：在贴片上开各种形状的槽或者在贴片边缘加载金属尾状物(开槽和加载金属尾状物可同时实施)，可减小天线的尺寸。第二：将贴片覆在高介电常数的材料(如陶瓷)上来减小天线的尺寸。虽然这些方法能够有效的减小圆极化贴片天线的尺寸，却使得圆极化贴片天线的工作带宽变得更窄，从而影响了天线的应用范围并增加了在实际中的调试难度。

综合来看，目前已有的圆极化贴片天线的技术，很难在工作带宽和小型化两方面都实现较好的性能。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种小尺寸宽带圆极化贴片天线，该天线能够在工作带宽和小型化两方面都实现良好的性能。

根据本发明的实施例，本发明所提供了一种宽带圆极化贴片天线，包括：金属微带贴片(1)、金属接地板(3)和位于所述金属微带贴片(1)和金属接地板(3)之间的介质板，所述金属微带贴片(1)包括第一金属微带贴片(101)以及与其基本镜像的第二金属微带贴片(102)，其中第一金属微带贴片(101)为谐振频率为f1的四分之一波长接地短路贴片，第二金属微带贴片(102)为谐振频率为f2的四分之一波长贴片，其中频率f1与f2邻近，且f1＜f2。

根据本发明的一实施例，所述天线设有贯通所述第一金属微带贴片(101)、所述介质板以及金属接地板(3)的金属化孔(2)。

根据本发明的一实施例，在所述金属微带贴片(1)的四个角的对角线方向上分别设置第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)以及第四槽(194)；

其中，所述第一槽(191)、第二槽(192)位于所述第一金属微带贴片(101)上，所述第一槽(191)、第二槽(192)延伸线的夹角为90度；

其中，所述第三槽(193)、第四槽(194)位于所述第二金属微带贴片(102)上，所述第三槽(193)、第四槽(194)延伸线的夹角为90度。

根据本发明的一实施例，所述第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)和第四槽(194)沿所述金属微带贴片(1)的对角方向的槽长均相等。

根据本发明的一实施例，所述第一金属微带贴片(101)位于所述第一槽(191)的位置处延伸有第一短截线；所述第一金属微带贴片(101)位于所述第二槽(192)的位置处延伸有第二短截线；所述第二金属微带贴片(102)位于所述第三槽(193)的位置处延伸有第三短截线；所述第二金属微带贴片(102)位于所述第四槽(194)的位置处延伸有第四短截线；所述第一短截线、第二短截线、第三短截线和第四短截线的长度各不相等。

根据本发明的一实施例，所述第一短截线的长度大于所述第二短截线的长度，所述第三短截线的长度大于所述第四短截线的长度。

根据本发明的一实施例，所述第一短截线包括于所述第一槽(191)的位置处分别向所述第一金属微带贴片(101)的两边延伸的第一金属尾状物(11)和第二金属尾状物(12)。

根据本发明的一实施例，所述第二短截线包括于所述第二槽(192)的位置处分别向所述第一金属微带贴片(101)的两边延伸的第三金属尾状物(13)和第四金属尾状物(14)。

根据本发明的一实施例，所述第三短截线包括于所述第三槽(193)的位置处分别向所述第二金属微带贴片(102)两边延伸的第五金属尾状物(15)和第六金属尾状物(16)。

根据本发明的一实施例，所述第四短截线包括于所述第四槽(194)的位置处分别向所述第二金属微带贴片(102)两边延伸的第七金属尾状物(17)和第八金属尾状物(18)。

根据本发明的一实施例，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长为L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长。

根据本发明的一实施例，所述金属微带贴片(1)通过第五槽(103)将所述金属微带贴片(1)分为对称设置的第一金属微带贴片(101)和第二金属微带贴片(102)；所述金属接地板(3)设有位置对应于所述第五槽(103)的第六槽(31)，其中第六槽(31)的槽长的取值使得所述天线在满足轴比值条件的同时获得最大的工作带宽。

根据本发明的一实施例，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长L，所述金属接地板(3)为的边长为G，所述第六槽(31)的槽长为L12，其中，G＞L，L12＝0.8～1.2L。

本发明的有益效果是：通过上述方案，在第一金属贴片(一个四分之一波长短路接地贴片)旁边寄生第二金属贴片(一个基本镜像的四分之一波长贴片)，可激励出两组相互垂直，幅度相等并且相位相差近似90度的表面电流，从而能够在两个相邻的频点都激励出圆极化波，从而在保证小型化的同时，还大幅增加了工作带宽，改善了天线的性能，并降低了在实际中的调试难度。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的一种小尺寸宽带圆极化贴片天线的示意图；

图2是根据本发明一实施例的一种小尺寸宽带圆极化贴片天线的尺寸图；

图3是沿着图1的A-A’方向本发明所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的剖视图；

图4是图1所示的所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的后视图；

图5是根据本发明一实施例的小尺寸宽带圆极化贴片天线的表面电流流向示意图；

图6是根据本发明一实施例的小尺寸宽带圆极化贴片天线所测试的驻波比与轴比(最大辐射方向上)随频率变化曲线图。

上述附图中的附图标记说明如下：

1，金属微带贴片；101，第一金属微带贴片；102，第二金属微带贴片；103，第五槽；11，第一金属尾状物；12，第二金属尾状物；13，第三金属尾状物；14，第四金属尾状物；15，第五金属尾状物；16，第六金属尾状物；17，第七金属尾状物；18，第八金属尾状物；191，第一槽；192，第二槽；193，第三槽；194，第四槽；2，金属化孔；21，第一金属化孔口；22，第二金属化孔口；3，金属接地板；31，第六槽；41，同轴馈点；42，同轴接线口；5，同轴线。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明所提供的宽带圆极化贴片天线的设计思路是：通过在一个四分之一波长短路接地贴片旁边寄生一个基本镜像的四分之一波长贴片，可使整个贴片上激励出两组相互垂直，幅度相等并且相位相差近似90度的表面电流，从而能够在两个相邻的频点都激励出圆极化波，大幅增加天线工作带宽。本发明所提供的宽带圆极化贴片天线进一步还能实现小型化，通过将上述天线贴片覆在高介电常数的材料上，来实现天线的小型化。

图1为根据本发明一实施例的一种小尺寸宽带圆极化贴片天线的示意图。如图1所示，根据本发明一实施例的天线，包括金属微带贴片1、金属接地板3和位于所述金属微带贴片1、金属接地板3之间的介质板，本发明还采用高介电常数的介质板来实现天线的小型化，介质板的介质常数根据天线的需求(比如天线的尺寸以及与天线的应用频段)而定，例如在本发明的一个示例中，在2.560-2.660GHz频段的天线采用相对介电常数不小于10的介质板，当然本发明不限于此，本领域普通技术人员可根据本发明的应用而选择合适介电常数的介质板。所述天线设有连接所述金属微带贴片1、金属接地板3以及介质板的金属化孔2，通过该金属化孔2，金属微带贴片1为接地的微带贴片。根据本发明的一实施例，例如，如果金属微带贴片1为矩形，则金属接地板3也为矩形，并且，所述金属接地板3的各边长要大于所述金属微带贴片1的各边长。图2为根据本发明的一实施例的宽带圆极化贴片天线的尺寸图，如图2所示，所述金属微带贴片1可以优选为正方形，其边长为L，所述金属接地板3可以优选为正方形，其边长为G，则G＞L。

如图1所示，所述金属微带贴片1设有将其一分为二的第五槽103，通过所述第五槽103将所述金属微带贴片1分为不金属导通的第一金属微带贴片101和第二金属微带贴片102，其中金属化孔2设置在金属微带贴片1的第一金属微带贴片101上，由此第一金属微带贴片101成为接地的微带贴片，而由于第五槽103将第一金属微带贴片101与第二金属微带贴片102隔离开，因此第二金属微带贴片102成为不接地的微带贴片。并且，第一金属微带贴片101为谐振在频率f1的贴片，也即为在频率f1的四分之一波长短路接地片，第二金属微带贴片102为谐振在频率f2的贴片，也即为在频率f2的四分之一波长贴片。因此如果金属微带贴片1为正方形时，其边长L由频率f1和f2确定，为在中心频率点f0(f0＝(f1+f2)/2)的二分之一介质波导波长。

优选地，本发明可以通过所述第五槽103将正方形的所述金属微带贴片1分为矩形的第一金属微带贴片101和矩形的第二金属微带贴片102。第一金属微带贴片101与第二金属微带贴片102沿所述第五槽103对称设置，即第五槽103相当于所述金属微带贴片1的垂直中心线，所述第一金属微带贴片101与所述第二金属微带贴片102为形状相同的矩形。根据本发明的一个实施例，如图2所示，所述第一金属微带贴片101的宽度为L10，所述第二金属微带贴片102的宽度为L11，L10＝L11。

进一步地，在所述金属微带贴片1的四个角方向上分别设有沿其对角线方向向内延伸设置的第一槽191、第二槽192、第三槽193和第四槽194，即第一槽191、第二槽192、第三槽193和第四槽194相当于所述金属微带贴片1的二条对角线的四个端。在本发明中，设置这些槽的作用是让金属微带贴片1上的表面电流能够流入下面所提及的第一至第八金属尾状物中，即让这些金属尾状物能够发挥作用。

如图1所示，所述第一槽191、第二槽192位于所述第一金属微带贴片101上，所述第一槽191、第二槽192的夹角为90度；所述第三槽193、第四槽194位于所述第二金属微带贴片102上，所述第三槽193、第四槽194的夹角为90度。所述第一槽191、第二槽192、第三槽193和第四槽194的槽长(沿所述金属微带贴片1对角方向的长度)优选为均相等，且均为L13，根据所期望的天线轴比带宽，优化设计L13的具体数值。根据本发明的一个实施例，当所述金属微带贴片1为正方形且其边长为L时，轴比带宽为2.560-2.660GHz时，优化得出的L13＝0.2～0.5L。

根据本发明的一个实施例，第一槽191、第二槽192、第三槽193、第四槽194和第五槽103可以为狭长矩形槽(缝隙)，所述第一槽191、第二槽192、第三槽193、第四槽194和第五槽103的槽宽取值范围例如均约为0.2～1毫米。

本发明进一步地还在上述各槽处延伸有短截线，如图1所示，所述第一金属微带贴片101位于所述第一槽191的位置处向外延伸有第一短截线，所述第一金属微带贴片101位于所述第二槽192的位置处向外延伸有第二短截线，所述第二金属微带贴片102位于所述第三槽193的位置处向外延伸有第三短截线，所述第二金属微带贴片102位于所述第四槽194的位置处向外延伸有第四短截线。

根据本发明的一个实施例，所述第一短截线、第二短截线、第三短截线和第四短截线的长度各不相等，其中，所述第一短截线的长度大于所述第二短截线的长度，所述第三短截线的长度小于所述第四短截线的长度。因此，由于具有的短截线长度不同，第一金属微带贴片101与第二金属微带贴片102基本镜像，也即第一金属微带贴片101与第二金属微带贴片102除了短截线的长度不同其它的结构和形状都基本相同。

考虑到要保持天线尺寸的小型化，一般是采用下述方式来实现所述四条短截线，但是本发明不限于此，任何只要配合槽能够产生圆极化波的短截线实现方式都可用于本发明。

如图1所示，所述第一短截线包括于所述第一槽191的位置处分别向所述第一金属微带贴片101的两边延伸的第一金属尾状物11和第二金属尾状物12，所述第一金属尾状物11与所述第一金属微带贴片101的一边相平行，所述第二金属尾状物12与所述第一金属微带贴片101的另一边相平行，即，第一金属尾状物11和第二金属尾状物12的夹角为90度，第一金属尾状物11和第二金属尾状物12分别包裹所述第一金属微带贴片101的其中一角。如图2所示，第一金属尾状物11的长度为L1，第二金属尾状物12的长度为L2，长度L1和L2与天线的谐振频率和轴比带宽相关联。根据本发明的一个实施例，当所述金属微带贴片1为正方形且其边长为L时，轴比带宽为2.560-2.660GHz时，优化得出的L1＝L2＝0.4～0.8L。由于金属尾状物的宽度对天线性能的基本无影响，因此可以采取已知技术中的常用宽度，例如第一金属尾状物11和第二金属尾状物12的宽度取值范围例如均约为0.2～1毫米。

如图1所示，所述第二短截线包括于所述第二槽192的位置处分别向所述第一金属微带贴片101的两边延伸的第三金属尾状物13和第四金属尾状物14，所述第三金属尾状物13与所述第一金属微带贴片101的一边相平行，所述第四金属尾状物14与所述第一金属微带贴片101的另一边相平行，即，第三金属尾状物13和第四金属尾状物14的夹角为90度，第三金属尾状物13和第四金属尾状物14分别包裹所述第一金属微带贴片101的其中一角。如图2所示，第三金属尾状物13的长度为L3，第四金属尾状物14的长度为L4，长度L3和L4与所期望的天线的谐振频率和轴比带宽相关联。根据本发明的一个实施例，当所述金属微带贴片1为正方形且其边长为L时，轴比带宽为2.560-2.660GHz时，优化得出的L3＝L4＜0.3L，第三金属尾状物13和第四金属尾状物14的宽度取值范围例如均约为0.2～1毫米。

如图1所示，所述第三短截线包括于所述第三槽193的位置处分别向所述第二金属微带贴片102的两边延伸的第五金属尾状物15和第六金属尾状物16，所述第五金属尾状物15与所述第二金属微带贴片102的一边相平行，所述第六金属尾状物16与所述第二金属微带贴片102的另一边相平行，即，第五金属尾状物15和第六金属尾状物16的夹角为90度，第五金属尾状物15和第六金属尾状物16分别包裹所述第二金属微带贴片102的其中一角。如图2所示，第五金属尾状物15的长度为L5，第六金属尾状物16的长度为L6，长度L5和L6与所期望的天线的谐振频率和轴比带宽相关联。根据本发明的一个实施例，当所述金属微带贴片1为正方形且其边长为L时，轴比带宽为2.560-2.660GHz时，优化得出的L5＝L6＜0.3L，第五金属尾状物15和第六金属尾状物16的宽度取值范围例如均为0.2～1毫米。

如图1所示，所述第四短截线包括于所述第四槽194的位置处分别向所述第二金属微带贴片102的两边延伸的第七金属尾状物17和第八金属尾状物18，所述第七金属尾状物17与所述第二金属微带贴片102的一边相平行，所述第八金属尾状物18与所述第二金属微带贴片102的另一边相平行，即，第七金属尾状物17和第八金属尾状物18的夹角为90度，第七金属尾状物17和第八金属尾状物18分别包裹所述第二金属微带贴片102的其中一角。如图2所示，所述第七金属尾状物17的长度为L7，所述第八金属尾状物18的长度为L8，长度L7和L8与所期望的天线的谐振频率和轴比带宽相关联。根据本发明的一个实施例，当所述金属微带贴片1为正方形且其边长为L时，轴比带宽为2.560-2.660GHz时，优化得出的L7＝0.4～0.7L，L8＝0.15～0.5L，第七金属尾状物17和第八金属尾状物18的宽度取值范围例如约为0.2～1毫米。这里应注意到，本发明最优选的方案是L7＝L8，但为了实现小型化的目的，使得第八金属尾状物L8在结构上不得不为了避让第一金属尾状物L，而采用第八金属尾状物L8略短于第七金属尾状物L7的结构。

如图3所示，所述金属接地板3设有第六槽31，设置第六槽31的作用是控制第一金属微带贴片101的谐振点f1和第二金属微带贴片102的谐振点f2之间的相位差(也即f1与f2之间的距离|f1-f2|)，使得谐振点f1和谐振点f2能相互邻近从而形成较宽的轴比频带。所述第六槽31的设置位置与位于第一金属贴片101上的第五槽103的位置相对应(即第六槽31位于第五槽103的正下方)。由于第六槽的长度越大，f1与f2之间的距离越远，但此时在f1和f2之间的轴比值也越大，而第六槽的长度变小，f1与f2之间的距离也变小，其轴比值也变小，此时天线的工作带宽也变小，因此需要优化第六槽31的槽长的取值使得天线在满足轴比值条件(一般是在工作带宽内轴比值要小于3dB)的同时获得最大的工作带宽，因此，如图2所示，所述第六槽31的槽长优选为L12＝0.8～1.2L，所述第六槽31的槽宽取值范围例如约为0.2～1毫米。

如图1、图3以及图4所示，所述第一金属微带贴片101上设有同轴馈点41，所述金属接地板3上设有同轴接线口42，通过所述同轴接线口42连接有50欧姆的同轴线5，通过该同轴馈点将信号引入到天线中。

根据本发明的一个实施例，金属化孔2为矩形孔，且所述金属化孔2位于所述第一金属微带贴片101上的孔口为第一金属化孔口21，所述金属化孔2位于所述金属接地板3上的孔口为第二金属化孔口22，所述第一金属化孔口21与所述第一槽191、第二槽192的延长线相交。如图2所示，根据本发明的一个实施例，所述金属微带贴片1为正方形，其边长为L，所述第一金属化孔口21的槽长为L9，例如，L9＝0.2～0.6L。

本发明的微带贴片天线，一方面，金属微带贴片1的总长度L是天线所在介质中的二分之一波导波长，保持了传统半波长微带贴片特性，具有良好的向上的对称性辐射方向图；另一方面，本发明引入了四分之一波长短路技术和镜像技术，将上层贴片1分割成两个相互镜像的四分之一波长贴片(第一金属微带贴片101和第二金属微带贴片102)，其中第一金属微带贴片101上接有金属短路墙(通过金属化孔2使得贴片101接地)。第一金属微带贴片101上的金属短截线(第一和第二金属短截线)和第二金属微带贴片102的金属短截线(第三和第四金属短截线)长度不同，使得第一金属微带贴片101和第二金属微带贴片102能产生两个不同的圆极化谐振点，分别为f1和f2。同时，金属短路墙在第一金属微带贴片101上的第一金属化孔口21的槽长L9和接地板3上的第六槽31的槽长L12能控制两谐振点f1和f2之间的距离，通过调节L9和L12能使得f1和f2相互邻近并获得最优的轴比带宽。

因此，如图5所示，本发明提供的一种小尺寸宽带圆极化贴片天线的工作原理为：

所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的表面电流流向路径1：从金属微带贴片1的中心流向第一短截线；

所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的表面电流流向路径2：从第二短截线流向金属微带贴片1的中心；

所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的表面电流流向路径3：从第三短截线流向金属微带贴片1的中心；

所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的表面电流流向路径4：从金属微带贴片1的中心流向第四短截线。图5只是贴片在工作频点下的简化的贴片表面电流图，目的是为了方便理解天线的工作原理。第一金属微带贴片1上的电流(路径2+路径1)需保持连贯性，即从第二短截线通过贴片中心，流向第一短截线。类似的第二金属微带贴片2上的电流(路径3+路径4)也需保持连贯性，即从第三短截线通过贴片中心，流向第四短截线。

在第一金属微带贴片101里，沿路径1和沿路径2的表面电流相互垂直，幅度相等，并且其相位差值由第一短截线1和第二短截线的长度差值决定，通过优化第一短截线和第二短截线的长度差值，来使路径1和路径2在指定频点f1上相位相差90度，从而第一金属微带贴片101在频点f1上激励出圆极化工作模式，同理，在第二金属微带贴片102里，沿路径3和沿路径4的表面电流相互垂直，幅度相等，通过优化第三短截线和第四短截线的长度差值，来使路径3和路径4在指定频点f2上相位相差90度，从而第二金属微带贴片102在频点f2上激励出圆极化工作模式。所以，通过在第一金属微带贴片101(一个四分之一波长短路接地贴片)旁边寄生第二金属微带贴片102(一个基本镜像的四分之一波长贴片)，整个小尺寸宽带圆极化贴片天线能在两相邻频点(f1，f2，f1＜f2)都激励出圆极化工作模式，从而大幅增加天线的工作带宽。

为了进一步说明本发明提供的一种小尺寸宽带圆极化贴片天线的工作性能，在上述结构参数的基础上，进行测试，测试结构如图6所示，图6为测试的驻波比与轴比(最大辐射方向上)随频率变化曲线图，从轴比曲线可以看出，所述小尺寸宽带圆极化贴片天线有两个临近的圆极化谐振点(谐振点1，谐振点2)，从而拥有大约3.8％(2.560-2.660GHz)的轴比带宽(轴比小于等于3dB)；从驻波比曲线可以看出，所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的阻抗带宽(驻波比小于等于2)大约为6.8％(2.490-2.667GHz)，它覆盖了天线的轴比带宽。因此，所述小尺寸宽带圆极化贴片天线的工作带宽(驻波比小于等于2，轴比小于等于3dB)为3.8％(2.560-2.660GHz)，与传统的小尺寸圆极化天线相比，有明显的改善。

本发明提供的一种小尺寸宽带圆极化贴片天线具有以下优点：

1.结构简单、尺寸小，易于加工，可批量生产。

2.工作带宽有很大改进。传统的小尺寸圆极化贴片天线，由于只存在一个圆极化谐振点，工作带宽很窄(一般小于1％)，而本发明提供的小尺寸宽带圆极化贴片天线能在两相邻频点激励出两个圆极化谐振点，能大幅度的改善天线的轴比带宽，其工作带宽大约是传统圆极化贴片天线的2-3倍。

3.在结构上，对介质板以及制作工艺水平的适用性较强。由于材料偏差和制作工艺偏差会对天线的性能，特别会对工作频点产生较大影响。传统的小尺寸圆极化天线由于工作带宽窄，对这些因素所造成的误差适用性较差，对工艺的要求较高，而本发明所提出的小尺寸宽带圆极化贴片天线的结构，其工作带宽大约是传统圆极化贴片天线的2-3倍，所以其对介质板材料偏差和制作工艺偏差的适应性较强，即对工艺的要求较差，可有效降低成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种宽带圆极化贴片天线，包括：金属微带贴片(1)、金属接地板(3)和位于所述金属微带贴片(1)和金属接地板(3)之间的介质板，其特征在于，所述金属微带贴片(1)包括第一金属微带贴片(101)以及与其基本镜像的第二金属微带贴片(102)，其中第一金属微带贴片(101)为谐振频率为f1的四分之一波长接地短路贴片，第二金属微带贴片(102)为谐振频率为f2的四分之一波长贴片，其中频率f1与f2邻近，且f1<f2；其中所述金属微带贴片(1)通过第五槽(103)将所述金属微带贴片(1)分为对称设置的第一金属微带贴片(101)和第二金属微带贴片(102)；所述金属接地板(3)设有位置对应于所述第五槽(103)的第六槽(31)，其中第六槽(31)的槽长的取值使得所述天线在满足轴比值条件的同时获得最大的工作带宽。

2.根据权利要求1所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述天线设有贯通所述第一金属微带贴片(101)、所述介质板以及金属接地板(3)的金属化孔(2)。

3.根据权利要求1所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述介质板采用高介电常数的材料。

4.根据权利要求1-3任一项所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，在所述金属微带贴片(1)的四个角的对角线方向上分别设置第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)以及第四槽(194)；

5.根据权利要求4所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)和第四槽(194)沿所述金属微带贴片(1)的对角方向的槽长均相等。

6.根据权利要求4所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一金属微带贴片(101)位于所述第一槽(191)的位置处延伸有第一短截线；所述第一金属微带贴片(101)位于所述第二槽(192)的位置处延伸有第二短截线；所述第二金属微带贴片(102)位于所述第三槽(193)的位置处延伸有第三短截线；所述第二金属微带贴片(102)位于所述第四槽(194)的位置处延伸有第四短截线；所述第一短截线、第二短截线、第三短截线和第四短截线的长度各不相等。

7.根据权利要求6所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一短截线的长度大于所述第二短截线的长度，所述第三短截线的长度大于所述第四短截线的长度。

8.根据权利要求6或7所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一短截线包括于所述第一槽(191)的位置处分别向所述第一金属微带贴片(101)的两边延伸的第一金属尾状物(11)和第二金属尾状物(12)。

9.根据权利要求6或7所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第二短截线包括于所述第二槽(192)的位置处分别向所述第一金属微带贴片(101)的两边延伸的第三金属尾状物(13)和第四金属尾状物(14)。

10.根据权利要求6或7所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第三短截线包括于所述第三槽(193)的位置处分别向所述第二金属微带贴片(102)两边延伸的第五金属尾状物(15)和第六金属尾状物(16)。

11.根据权利要求6或7所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第四短截线包括于所述第四槽(194)的位置处分别向所述第二金属微带贴片(102)两边延伸的第七金属尾状物(17)和第八金属尾状物(18)。

12.根据权利要求1-7任意一项所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长为L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长。

13.根据权利要求8所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长，所述第一金属尾状物的长度L1和第二金属尾状物的长度L2相等都约为0.4～0.8L；其中所述第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)和第四槽(194)的槽长均约为0.2～0.5L。

14.根据权利要求9所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长，所述第三金属尾状物(13)的长度L3和所述第四金属尾状物(14)的长度L4均约小于0.3L；其中所述第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)和第四槽(194)的槽长均约为0.2～0.5L。

15.根据权利要求10所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长，第五金属尾状物(15)的长度L5和所述第六金属尾状物(16)的长度L6均约小于0.3L；其中所述第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)和第四槽(194)的槽长均约为0.2～0.5L。

16.根据权利要求11所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长，第七金属尾状物(17)的长度L7＝0.4～0.7L，以及所述第八金属尾状物(18)的长度L8＝0.15～0.5L；其中所述第一槽(191)、第二槽(192)、第三槽(193)和第四槽(194)的槽长均约为0.2～0.5L。

17.根据权利要求1所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属微带贴片(1)为正方形，其边长L为频率为(f1+f2)/2的二分之一介质波导波长L，所述金属接地板(3)为的边长为G，所述第六槽(31)的槽长为L12，其中，G>L，L12＝0.8～1.2L。

18.根据权利要求1所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一金属微带贴片(101)上设有同轴馈点(41)，所述金属接地板(3)上在与同轴馈电点(41)相应的位置处设有同轴接线口(42)。

19.根据权利要求2所述的宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属化孔(2)位于所述第一金属微带贴片(101)上的孔口为第一金属化孔口(21)，所述金属化孔(2)位于所述金属接地板(3)上的孔口为第二金属化孔口(22)，所述第一金属化孔口(21)与所述第一槽(191)、第二槽(192)的延长线相交。