CN108183314B - 一种新型宽带双模圆极化微带天线、车载天线、卫星 - Google Patents

一种新型宽带双模圆极化微带天线、车载天线、卫星 Download PDF

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Abstract

本发明属于微带天线技术领域，公开了一种新型宽带双模圆极化微带天线车载天线、卫星，两个介质板；介质板的上面贴有下层贴片；介质板的下面贴有圆环形贴片；圆环形贴片的内部连接有用于实现TM21模状态和TM11模状态切换的馈电网络。本发明利用双层介质板，分别辐射微带天线的TM11模和TM21模，实现了在单一频点内同时辐射两种模式的微带天线；通过设置下层贴片、圆环形贴片扩展了微带天线的带宽；阻抗带宽达到了12.2％；在2.1GHz交叉极化均大于20dB。本发明可以用在卫星通信中和对目标进行定位追踪中。

Description

一种新型宽带双模圆极化微带天线、车载天线、卫星
技术领域
本发明属于微带天线技术领域，尤其涉及一种新型宽带双模圆极化微带天线、车载天线、卫星。
背景技术
微带天线被广泛的应用在通信领域的各个方面(应用在车载通信和卫星通信等各个方面，其尺寸小，易共性等优点能够大大的减小整个通信系统的尺寸和重量)，其大多工作在主模状态，其最大辐射方向垂直于地面，但是，很多情况下，其工作在主模状态并不能满足实际的需求；比如说车载天线与卫星进行通信，由于我国的地理位置，要求天线的最大辐射方向与地面成一定的夹角，如果天线工作在TM21模的状态就能满足需求(由于我国地处北半球，而通信卫星位于赤道上方，所以要求天线的最大辐射方向与地面成一定的夹角，而天线工作在TM21模的状态就能满足需求)。现有的全向天线在单一频段内只能工作在一个模式(不能满足不同情况下对天线的需求)，不能在单一频段内同时工作在两个不同模式，且微带天线带宽较窄。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有的全向天线在单一频段内只能工作在一个模式，不能在单一频段内同时工作在两个不同模式，且微带天线带宽较窄。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型宽带双模圆极化微带天线车载天线、卫星。
本发明是这样实现的，一种新型宽带双模圆极化微带天线，所述新型宽带双模圆极化微带天线设置有：
两个介质板；
所述介质板的上面贴有下层贴片；所述介质板的下面贴有圆环形贴片；
所述圆环形贴片的内部连接有用于实现TM21模状态和TM11模状态切换的馈电网络。
进一步，第一下层贴片贴在底层介质板的上面，第一圆环形贴片贴在底层介质板的下面，第一馈电网络位于底层介质板上第一圆环形贴片内部并与第一圆环形贴片连接。
进一步，所述第一馈电网络两输出端口相差45度，通过馈电网络形成90度相位差，当对第一馈电部分进行馈电时，天线工作在TM21模状态。
进一步，第二下层贴片贴在中层介质板的上面，第二圆环形贴片贴在中层介质板的下面，中层介质板上的第二馈电网络位于中层介质板的第二圆环形贴片内部并与第二圆环形贴片相连接。
进一步，所述第二馈电网络两输出端口相差90度，通过馈电网络形成90度相位差，当对第二馈电部分进行馈电时，天线工作在TM11模状态。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述新型宽带双模圆极化微带天线的车载天线。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述新型宽带双模圆极化微带天线的卫星。
本发明的优点及积极效果为：
第一圆环形贴片辐射TM21模，第二圆环形贴片辐射TM11模，实现了在单一频点内分别辐射两种不同模式的微带天线；通过设置第二下层贴片和顶层金属薄片扩展了微带天线的带宽；阻抗带宽从5％提高到了12.2％；本发明可以用在卫星通信中和对目标的定位追踪中。介质板，分别辐射微带天线的TM11模和TM21模，实现了在单一频点内同时辐射两种模式的微带天线；通过设置下层贴片、圆环形贴片扩展了微带天线的带宽；阻抗带宽达到了12.2％；在2.1GHz交叉极化均大于20dB。本发明可以用在卫星通信中和对目标进行定位追踪中。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新型宽带双模圆极化微带天线结构示意图；
图2是本发明实施例提供的底层介质板结构示意图；
图3是本发明实施例提供的中层介质板结构示意图；
图4是本发明实施例提供的馈电口1的驻波图；
图5是本发明实施例提供的馈电口2的驻波图；
图6是本发明实施例提供的2.1GHz TM21模方向图；
图7是本发明实施例提供的2.1GHz TM11模方向图；
图中：1、底层介质板；2、第一下层贴片；3、第一圆环形贴片；4、第一馈电网络；5、第一馈电部分；6、中层介质板；7、第二下层贴片；8、第二圆环形贴片；9、第二馈电网络；10、第二馈电部分；11、金属薄片；12、第一介质柱；13、第二介质柱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明将两层介质板叠加起来实现单一频段内双模工作，下层贴片辐射TM21模，中层圆环形贴片辐射TM11模，实现单一频段内双模工作，同时中层介质的下层贴片作为TM21模的寄生贴片，顶层金属薄片作为TM11模的寄生贴片，展宽微带天线的带宽。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的新型宽带双模圆极化微带天线包括：底层介质板1、第一下层贴片2、第一圆环形贴片3、第一馈电网络4、第一馈电部分5、中层介质板6、第二下层贴片7、第二圆环形贴片8、第二馈电网络9、第二馈电部分10、金属薄片11、第一介质柱12、第二介质柱13。
第一下层贴片2贴在底层介质板1的上面，第一圆环形贴片3贴在底层介质板1的下面，第一馈电网络4位于底层介质板1上第一圆环形贴片3内部并与第一圆环形贴片3连接；第二下层贴片7贴在中层介质板6的上面，第二圆环形贴片8贴在中层介质板6的下面，中层介质板6上的第二馈电网络9位于中层介质板6的第二圆环形贴片8内部并与第二圆环形贴片8相连接，底层介质板1和中层介质板6由第一介质柱12支撑，中层介质板6和金属薄片11由第二介质柱13支撑，第一介质柱12和第二介质柱均位于介质板中心位置13。
如图1-图3所示，底层介质板1介电常数为2.65，半径为95mm，厚度为2mm；第一圆环形贴片3内径为22.5mm，外径为39mm；中层介质板6介电常数为2.65，半径为60mm，厚度为2mm；第二层圆环形贴片8内径为12mm，外径为21.6mm；金属薄片11底面半径为33.5mm，高度为1mm；第一介质柱12底面半径为2mm，高度为11mm；第二介质柱13底面半径为2mm，高度为7.2mm。
第一馈电网络4两输出端口相差45度，通过馈电网络形成90度相位差，当对第一馈电部分5进行馈电时，天线将工作在TM21模状态，第二馈电网络9两输出端口相差90度，通过馈电网络形成90度相位差，当对第二馈电部分10进行馈电时，天线将工作在TM11模状态，从而实现使天线工作在双模状态。
图4和图5是天线的驻波结果，结果表明天线在单一频段内实现了双模工作，且其阻抗带宽达到了12.2％。方向图结果见图6和图7，在2.1GHz交叉极化均大于20dB。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型宽带双模圆极化微带天线，其特征在于，所述新型宽带双模圆极化微带天线设置有：
底层介质板、中层介质板；
底层介质板的上面贴有第一下层贴片；所述底层介质板的下面贴有第一圆环形贴片；第二下层贴片贴在中层介质板的上面，第二圆环形贴片贴在中层介质板的下面；
所述第一圆环形贴片和所述第二圆环形贴片的内部分别连接有用于实现TM21模状态的第一馈电网络和TM11模状态切换的第二馈电网络；
第一馈电网络位于底层介质板上第一圆环形贴片内部并与第一圆环形贴片连接；中层介质板上的第二馈电网络位于中层介质板的第二圆环形贴片内部并与第二圆环形贴片相连接。
2.如权利要求1所述的新型宽带双模圆极化微带天线，其特征在于，所述第一馈电网络两输出端口相差45度，通过馈电网络形成90度相位差，当对第一馈电部分进行馈电时，天线工作在TM21模状态。
3.如权利要求1所述的新型宽带双模圆极化微带天线，其特征在于，中层介质板上的第二馈电网络位于中层介质板的第二圆环形贴片内部并与第二圆环形贴片相连接。
4.如权利要求3所述的新型宽带双模圆极化微带天线，其特征在于，所述第二馈电网络两输出端口相差90度，通过馈电网络形成90度相位差，当对第二馈电部分进行馈电时，天线工作在TM11模状态。
5.一种使用如权利要求1～4任意一项所述新型宽带双模圆极化微带天线的车载天线。
6.一种使用如权利要求1～4任意一项所述新型宽带双模圆极化微带天线的卫星。
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