CN108306113B - 一种基于磁流的圆极化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于磁流的圆极化天线。一种基于磁流的圆极化天线，其中，包括基板，基板包括第一介质和设于第一介质顶面上的金属地板，金属地板的顶面上设有第二介质，金属地板的顶面上设有槽线，第一介质的底面上设有第一微带线，金属地板的顶面上与槽线两端端头对应的位置分别设有第一导电装置和第二导电装置，金属地板的顶面上在槽线中点的两侧分别设有第三导电装置和第四导电装置，槽线的上方设有与槽线正对的第二微带线和第三微带线，第二微带线的两端分别与第一导电装置和第三导电装置的顶端连接，第三微带线的两端分别与第二导电装置和第四导电装置的顶端连接。本发明的天线能够与地具有充分的接触，并且结构简单，稳定性更高。

Description

一种基于磁流的圆极化天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种基于磁流的圆极化天线。
背景技术
圆极化天线由于其可以降低极化失配，抑制多径干扰等优势，在很多场景中得到了大量应用，如卫星通信等。利用正交馈电的偶极子实现的圆极化天线得到了广泛研究，然而偶极子天线通常需要悬置于地面上方，所以不得不对其进行固定，同时，悬置方式也不利于散热。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于磁流的圆极化天线。本发明的天线能够与地具有充分的接触，并且结构简单，稳定性更高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于磁流的圆极化天线，其中，包括基板，所述基板包括第一介质和设于所述第一介质顶面上的金属地板，所述金属地板的顶面上设有第二介质，所述金属地板的顶面上设有槽线，所述第一介质的底面上设有与所述槽线垂直的第一微带线，所述第一微带线的阻抗为50Ω。所述金属地板的顶面上与所述槽线两端端头对应的位置分别设有与所述金属地板垂直的第一导电装置和第二导电装置，所述金属地板的顶面上在所述槽线中点的两侧分别设有与所述金属地板垂直的第三导电装置和第四导电装置，所述槽线的上方设有与所述槽线正对且平行的第二微带线和第三微带线，所述第二微带线的两端分别与所述第一导电装置和第三导电装置的顶端连接，所述第三微带线的两端分别与所述第二导电装置和第四导电装置的顶端连接，所述第一导电装置、第二导电装置、第三导电装置和第四导电装置均设在所述第二介质内部，所述第二微带线和第三微带线设在所述第二介质的顶面上。这样，金属地板、第三导电装置、第二微带线和第一导电装置形成方形回路，金属地板、第四导电装置、第三微带线和第二导电装置形成方形回路，槽线中间紧邻的第三导电装置和第四导电装置为一对差分馈电端口，槽线两端的第一导电装置和第二导电装置起到接地作用。
进一步的，所述第一导电装置、第二导电装置、第三导电装置和第四导电装置为设在所述第二介质内的金属柱或金属化通孔。
进一步的，所述槽线的电长度为中心频率处的二分之一波导波长。所述第一微带线的一端与所述第一介质底面一侧的边缘平齐，第一微带线的另一端沿着与所述槽线垂直的方向延伸并越过所述槽线，所述第一微带线的另一端超过所述槽线这部分的电长度为天线中心频率处的四分之一波导波长。
进一步的，所述第一介质和第二介质材质相同，均为Rogers5880材质，所述第一介质的厚度为0.508㎜。
本发明的圆极化天线的工作原理：槽线提供一个与槽线相同方向的磁流M1，槽线上方的正方形回路提供另一个与正方形回路平面垂直的磁流M2，即与M1 垂直的一个磁流。然后控制M1和M2，使其保持相同的强度和90度相位差，从而可以产生圆极化性能。
本发明还提供一种基于磁流的圆极化天线的制作方法，其中，包括如下步骤：
S1. 在第一介质的顶面上安装上金属地板，形成基板；
S2. 在金属地板的顶面上蚀刻出槽线，槽线的电长度根据天线中心频率处的具体波导波长而定；
S3. 在第一介质的底面上制备一段阻抗为50Ω的第一微带线作为槽线的馈电结构，第一微带线的一端与第一介质底面一侧的边缘平齐，第一微带线的另一端沿着与槽线垂直的方向延伸并越过槽线，第一微带线的另一端超过槽线这部分的电长度为天线中心频率处的四分之一波导波长，第一微带线与第一介质底面一侧边缘平齐的一端为馈电口，第一微带线的另一端超过槽线的部分为开路支节；
S4. 把具有一定高度的第二介质安装在金属地板的顶面上，在第二介质的顶面上与槽线正对的位置制备第二微带线和第三微带线，第二介质的高度以及第二微带线和第三微带线的电长度由天线中心工作频率以及轴比的要求而定，在第二介质内部与槽线中点两侧对应的位置制备与金属地板垂直的第三导电装置和第四导电装置，第三导电装置的两端分别连接金属地板和第二微带线的一端，第四导电装置的两端分别连接金属地板和第三微带线的一端，第三导电装置和第四导电装置分别用于对第二微带线和第三微带线进行馈电；
S5. 在第二介质内部与槽线两端端头对应的位置制备与金属地板垂直的第一导电装置和第二导电装置，第一导电装置的两端分别连接金属地板和第二微带线的另一端，金属地板、第三导电装置、第二微带线和第一导电装置形成方形回路，第二导电装置的两端分别连接金属地板和第三微带线的另一端，金属地板、第四导电装置、第三微带线和第二导电装置形成方形回路。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的圆极化天线利用两个正交的磁流形成圆极化，天线与地保持充分的接触。此外，本发明的圆极化天线不需要额外的正交馈电网络，因为第二个磁流由第一个磁流源激励产生，并且二者相互正交，这样可以简化天线的结构设计，尤其是馈电网络的设计，从而进一步提高天线的稳定性。
附图说明
图1是本发明天线的整体结构示意图。
图2是本发明天线产生磁流方向示意图。
图3是实施例1中天线的S11参数仿真结果图。
图4是实施例1中天线的Gain参数仿真结果图。
图5是实施例1中天线中心频率处与槽线垂直的面上的辐射方向图。
图6是实施例1中天线中心频率处与槽线平行的面上的辐射方向图。
图7是实施例1中天线轴向轴比仿真结果图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1
如图1所示，一种基于磁流的圆极化天线，其中，包括基板，所述基板包括第一介质1和设于所述第一介质1顶面上的金属地板2，所述金属地板2的顶面上设有第二介质3，所述金属地板2的顶面上设有槽线4，所述第一介质1的底面上设有与所述槽线4垂直的第一微带线5，所述第一微带线5的阻抗为50Ω。所述金属地板2的顶面上与所述槽线4两端端头对应的位置分别设有与所述金属地板2垂直的第一导电装置6和第二导电装置7，所述金属地板2的顶面上在所述槽线4中点的两侧分别设有与所述金属地板2垂直的第三导电装置8和第四导电装置9，所述槽线4的上方设有与所述槽线4正对且平行的第二微带线10和第三微带线11，所述第二微带线10的两端分别与所述第一导电装置6和第三导电装置8的顶端连接，所述第三微带线11的两端分别与所述第二导电装置7和第四导电装置9的顶端连接，所述第一导电装置6、第二导电装置7、第三导电装置8和第四导电装置9均设在所述第二介质3内部，所述第二微带线10和第三微带线11设在所述第二介质3的顶面上。这样，金属地板2、第三导电装置8、第二微带线10和第一导电装置6形成方形回路，金属地板2、第四导电装置9、第三微带线11和第二导电装置7形成方形回路，槽线4中间紧邻的第三导电装置8和第四导电装置9为一对差分馈电端口，槽线4两端的第一导电装置6和第二导电装置7起到接地作用。
本实施例中，所述第一导电装置6、第二导电装置7、第三导电装置8和第四导电装置9为设在所述第二介质3内的金属柱或金属化通孔。
本实施例中，所述槽线4的电长度为中心频率处的二分之一波导波长。所述第一微带线5的一端与所述第一介质1底面一侧的边缘平齐，第一微带线5的另一端沿着与所述槽线4垂直的方向延伸并越过所述槽线4，所述第一微带线5的另一端超过所述槽线4这部分的电长度为天线中心频率处的四分之一波导波长。
本实施例中，所述第一介质1和第二介质3材质相同，均为Rogers5880材质，所述第一介质1的厚度为0.508㎜。
本实施例中的天线的工作原理：槽线4提供一个与槽线4相同方向的磁流M1，槽线4上方的正方形回路提供另一个与正方形回路平面垂直的磁流M2，即与M1 垂直的一个磁流。然后控制M1和M2，使其保持相同的强度和90度相位差，从而可以产生圆极化性能。
对上述实施例中的天线进行性能仿真测试，各项参数的仿真测试结果如图3到图7所示，从图3可以看出，本实施例天线的S11<-10 dB的频率范围为8.65-11.05GHz，相对带宽为24.4%；从图4可以看出，9.4-11.05GHz的频率范围内，增益大于6dB；从图7可以看出，AR<3dB的频率范围为9.45GHz-10.1GHz，AR相对带宽为6.6%，且全部包含在S11<-10 dB带宽之内。从仿真测试结果可以看出本实施例的天线实现了圆极化功能，适合无线通信。
实施例2
一种基于磁流的圆极化天线的制作方法，其中，包括如下步骤：
S1. 在第一介质1的顶面上安装上金属地板2，形成基板；
S2. 在金属地板2的顶面上蚀刻出槽线4，槽线4的电长度根据天线中心频率处的具体波导波长而定；
S3. 在第一介质1的底面上制备一段阻抗为50Ω的第一微带线5作为槽线4的馈电结构，第一微带线5的一端与第一介质1底面一侧的边缘平齐，第一微带线5的另一端沿着与槽线4垂直的方向延伸并越过槽线4，第一微带线5的另一端超过槽线4这部分的电长度为天线中心频率处的四分之一波导波长，第一微带线5与第一介质1底面一侧边缘平齐的一端为馈电口，第一微带线5的另一端超过槽线4的部分为开路支节；
S4. 把具有一定高度的第二介质3安装在金属地板2的顶面上，在第二介质3的顶面上与槽线4正对的位置制备第二微带线10和第三微带线11，第二介质3的高度以及第二微带线10和第三微带线11的电长度由天线中心工作频率以及轴比的要求而定，在第二介质3内部与槽线4中点两侧对应的位置制备与金属地板2垂直的第三导电装置8和第四导电装置9，第三导电装置8的两端分别连接金属地板2和第二微带线10的一端，第四导电装置9的两端分别连接金属地板2和第三微带线11的一端，第三导电装置8和第四导电装置9分别用于对第二微带线10和第三微带线11进行馈电；
S5. 在第二介质3内部与槽线4两端端头对应的位置制备与金属地板2垂直的第一导电装置6和第二导电装置7，第一导电装置6的两端分别连接金属地板2和第二微带线10的另一端，金属地板2、第三导电装置8、第二微带线10和第一导电装置6形成方形回路，第二导电装置7的两端分别连接金属地板2和第三微带线11的另一端，金属地板2、第四导电装置9、第三微带线11和第二导电装置7形成方形回路。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于磁流的圆极化天线，其特征在于，包括基板，所述基板包括第一介质(1)和设于所述第一介质(1)顶面上的金属地板(2)，所述金属地板(2)的顶面上设有第二介质(3)，所述金属地板(2)上设有槽线(4)，所述第一介质(1)的底面上设有与所述槽线(4)垂直的第一微带线(5)，所述金属地板(2)的顶面上与所述槽线(4)两端端头对应的位置分别设有与所述金属地板(2)垂直的第一导电装置(6)和第二导电装置(7)，所述金属地板(2)的顶面上在所述槽线(4)中点的两侧分别设有与所述金属地板(2)垂直的第三导电装置(8)和第四导电装置(9)，所述槽线(4)的上方设有与所述槽线(4)正对且平行的第二微带线(10)和第三微带线(11)，所述第二微带线(10)的两端分别与所述第一导电装置(6)和第三导电装置(8)的顶端连接，所述第三微带线(11)的两端分别与所述第二导电装置(7)和第四导电装置(9)的顶端连接，所述第一导电装置(6)、第二导电装置(7)、第三导电装置(8)和第四导电装置(9)均设在所述第二介质(3)内部，所述第二微带线(10)和第三微带线(11)设在所述第二介质(3)的顶面上。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流的圆极化天线，其特征在于，所述第一导电装置(6)、第二导电装置(7)、第三导电装置(8)和第四导电装置(9)为设在所述第二介质(3)内的金属柱或金属化通孔。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁流的圆极化天线，其特征在于，所述槽线(4)的电长度为中心频率处的二分之一波导波长。
4.根据权利要求3所述的一种基于磁流的圆极化天线，其特征在于，所述第一微带线(5)的一端与所述第一介质(1)底面一侧的边缘平齐，第一微带线(5)的另一端沿着与所述槽线(4)垂直的方向延伸并越过所述槽线(4)，所述第一微带线(5)的另一端超过所述槽线(4)这部分的电长度为天线中心频率处的四分之一波导波长。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁流的圆极化天线，其特征在于，所述第一介质(1)和第二介质(3)材质相同，均为Rogers5880材质，所述第一介质(1)的厚度为0.508㎜。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁流的圆极化天线，其特征在于，所述第一微带线(5)的阻抗为50Ω。
7.一种基于磁流的圆极化天线的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.在第一介质(1)的顶面上安装上金属地板(2)，形成基板；
S2.在金属地板(2)上蚀刻出槽线(4)，槽线(4)的电长度根据天线中心频率处的具体波导波长而定；
S3.在第一介质(1)的底面上制备一段阻抗为50Ω的第一微带线(5)作为槽线(4)的馈电结构，第一微带线(5)的一端与第一介质(1)底面一侧的边缘平齐，第一微带线(5)的另一端沿着与槽线(4)垂直的方向延伸并越过槽线(4)，第一微带线(5)的另一端超过槽线(4)的电长度为天线中心频率处的四分之一波导波长；
S4.把具有一定高度的第二介质(3)安装在金属地板(2)的顶面上，在第二介质(3)的顶面上与槽线(4)正对的位置制备第二微带线(10)和第三微带线(11)，第二介质(3)的高度以及第二微带线(10)和第三微带线(11)的电长度由天线中心工作频率以及轴比的要求而定，在第二介质(3)内部与槽线(4)中点两侧对应的位置制备与金属地板(2)垂直的第三导电装置(8)和第四导电装置(9)，第三导电装置(8)的两端分别连接金属地板(2)和第二微带线(10)的一端，第四导电装置(9)的两端分别连接金属地板(2)和第三微带线(11)的一端，第三导电装置(8)和第四导电装置(9)分别用于对第二微带线(10)和第三微带线(11)进行馈电；
S5.在第二介质(3)内部与槽线(4)两端端头对应的位置制备与金属地板(2)垂直的第一导电装置(6)和第二导电装置(7)，第一导电装置(6)的两端分别连接金属地板(2)和第二微带线(10)的另一端，金属地板(2)、第三导电装置(8)、第二微带线(10)和第一导电装置(6)形成方形回路，第二导电装置(7)的两端分别连接金属地板(2)和第三微带线(11)的另一端，金属地板(2)、第四导电装置(9)、第三微带线(11)和第二导电装置(7)形成方形回路。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104518277A (zh) * 2013-10-01 2015-04-15 精工爱普生株式会社 天线以及电子装置
CN105048080A (zh) * 2015-06-18 2015-11-11 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种基于电/磁偶极子的全向性圆极化平面天线
CN105140642A (zh) * 2014-05-27 2015-12-09 香港城市大学 圆极化天线
CN107204516A (zh) * 2017-05-23 2017-09-26 西南交通大学 一种基于开路电流环的圆极化wlan天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104518277A (zh) * 2013-10-01 2015-04-15 精工爱普生株式会社 天线以及电子装置
CN105140642A (zh) * 2014-05-27 2015-12-09 香港城市大学 圆极化天线
CN105048080A (zh) * 2015-06-18 2015-11-11 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种基于电/磁偶极子的全向性圆极化平面天线
CN107204516A (zh) * 2017-05-23 2017-09-26 西南交通大学 一种基于开路电流环的圆极化wlan天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
新型宽带圆极化天线研究;潘利军;《优秀硕士学位论文全文数据库（信息科技辑）》;20151215;I136-8，论文正文第3页第9-10行 *

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