CN109193157A - 一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，包括一基于PCB板的馈电网络和四个金属倒F振子，馈电网络包括第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线、第五传输线和电阻焊盘，其中，各类传输线的宽度由各自传输线的特性阻抗确定，第一传输线和第四传输线的电长度为天线工作频率下的四分之一波长，所述第二传输线的电长度减去第三传输线的电长度的值为天线工作频率下的四分之一波长；其效果是：通过对各类传输线的长度以及宽度的设定，使该天线轴比带宽好、驻波性能优良和抗干扰性强。

Description

一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线。
背景技术
现有四壁螺旋馈电网络通常采用PCB级威尔金森功分器直接馈电或在PCB上装配3个3db电桥(陶瓷集成元器件)组成一分四功分器馈电，前者的轴比带宽常常无法满足需求，后者采用安装3个集成化的3db电桥可以很好地拓展轴比带宽，但是额外使用的3个集成器件使天线的成本增加40％～80％，且组装工序复杂化。
发明内容
本发明的目的是在保证天线轴比带宽的情况下，大幅降低了天线的成本，提高了天线的组装效率的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线。
本发明采取的技术方案为：一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，包括一基于PCB板的馈电网络和四个金属倒F振子，所述馈电网络包括第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线、第五传输线和电阻焊盘，通过所述第一传输线、第四传输线和所述电阻焊盘连接成电性能相同的第一闭环网络、第二闭环网络和第三闭环网络，三个闭环网络通过第二传输线、第三传输线和第五传输线组成一分四的幅度等比例，相位依次相差90度的功分器，其中，各类传输线的宽度由各自传输线的特性阻抗确定，第一传输线和第四传输线的电长度为天线工作频率下的四分之一波长，所述第二传输线的电长度减去第三传输线的电长度的值为天线工作频率下的四分之一波长。
优选的，各类传输线采用带状线。
优选的，各类传输线采用微带线或共面波导传输线。
优选的，所述馈电网络中各类传输线采用直线设置或弯曲设置，通过调节各类传输线物理长度使其满足各类传输线在天线工作频率下的电长度。
优选的，所述第一传输线、第二传输线和第三传输线的特性阻抗的取值范围为38ohm～62ohm。
优选的，所述第四传输线的特性阻抗的取值范围为28ohm～42ohm。
优选的，所述四个金属倒F振子还可采用印刷在PCB板上的方式设置。
采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，在PCB板上设有三个闭环网络和传输线组成的一分四的等比例功分器，通过对各类传输线的长度以及宽度的设定，使该天线轴比带宽好、驻波性能优良和抗干扰性强，并且克服了现有技术中，需在PCB上装配3个3db集成电桥的方式，降低了采购成本，避免了复杂化的组装工序。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中馈电网络的结构示意图；
图3为本发明实施例中金属倒F振子的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照图1至图3所示，一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，包括一基于PCB板的馈电网络1和四个金属倒F振子2，所述馈电网络1包括第一传输线111、第二传输线112、第三传输线113、第四传输线114、第五传输线115和电阻焊盘116，通过所述第一传输线111、第四传输线114和所述电阻焊盘116连接成电性能相同的第一闭环网络11、第二闭环网络12和第三闭环网络13，三个闭环网络通过第二传输线112、第三传输线113和第五传输线115组成一分四的幅度等比例，相位依次相差90度的功分器，其中，各类传输线的宽度由各自传输线的特性阻抗确定，第一传输线111和第四传输线114的电长度为天线工作频率下的四分之一波长，所述第二传输线112的电长度减去第三传输线113的电长度的值为天线工作频率下的四分之一波长。
具体地，PCB包括顶层和低层，每个闭环网络均通过两段第一传输线111和两段第四传输线114间次连接而成，所述第三闭环网络13通过所述第二传输线112与第二闭环网络12连接，所述第二闭环网络12还通过第三传输线113与所述第一闭环网络11连接，所述第一闭环网络11和第三闭环网络13均分别连接有两段所述第五传输线115，从而组成功分器，每个金属倒F振子都包括两个引脚，其中的一个为接地引脚22，该接地引脚22与PCB板的地连接，另一个引脚为PIFA天线馈电引脚21，PIFA天线馈电引脚21与功分器输出端上设有的金属输出焊盘118连接，通过对各类传输线的长度以及宽度的设定，使该天线轴比带宽好、驻波性能优良和抗干扰性强，并且克服了现有技术中，需在PCB上装配3个3db集成电桥的方式，降低了采购成本，避免了复杂化的组装工序。
需要说明的是，各类传输线的宽度由各自传输线的特性阻抗确定指的是，第一传输线的宽度由其特性阻抗确定，第二传输线和第三传输线的宽度由其各自特性阻抗确定，且第一传输线、第二传输线、第三传输线和第四传输线的长度均分别由其对应天线工作频率下的电长度确定，第五传输线的长度和宽度可以适当调整以达到微调功分器相位和幅度作用。
进一步地，各类传输线采用带状线。
进一步地，各类传输线采用微带线。对于带状线与微带线的区别，本领域技术人员应当了解，在此不做赘述。
进一步地，各类传输线采用共面波导传输线。
进一步地，所述馈电网络中各类传输线采用直线设置或弯曲设置，通过调节各类传输线物理长度使其满足各类传输线在天线工作频率下的电长度。这样设置可便于根据PCB板大小的实际情况进行灵活设置，这里的弯曲设置相当于蛇形设置。
进一步地，为了使该天线轴比带宽好、驻波性能优良，所述第一传输线111、第二传输线112和第三传输线113的特性阻抗的取值范围为38ohm～62ohm；所述第四传输线114的特性阻抗的取值范围为29ohm～42ohm。
进一步地，所述四个金属倒F振子还可采用印刷在PCB板上的方式设置。这样便于进行灵活设置。
每一个闭环网络包括电阻焊盘116和闭环网络输入端，其中电阻焊盘焊接50ohm贴片电阻，同时设有与之对应的接地焊盘119，如图2所示。
进一步地，所述第二闭环网络12的闭环网络输入端117为总馈电点，且为一分四的幅度相等，相位依次相差90度的功分器的输入端。这样设置，便于显著提高天线的轴比带宽以及其圆极化纯度。
最后需要说明的是，上述描述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，包括一基于PCB板的馈电网络和四个金属倒F振子，其特征在于，所述馈电网络包括第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线、第五传输线和电阻焊盘，通过所述第一传输线、第四传输线和所述电阻焊盘连接成电性能相同的第一闭环网络、第二闭环网络和第三闭环网络，三个闭环网络通过第二传输线、第三传输线和第五传输线组成一分四的幅度相等，相位依次相差90度的功分器，其中，各类传输线的宽度由各自传输线的特性阻抗确定，第一传输线和第四传输线的电长度为天线工作频率下的四分之一波长，所述第二传输线的电长度减去第三传输线的电长度的值为天线工作频率下的四分之一波长。
2.根据权利要求1所述的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，其特征在于，各类传输线采用带状线。
3.根据权利要求1所述的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，其特征在于，各类传输线采用微带线或共面波导传输线。
4.根据权利要求1至3中任一所述的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，其特征在于，所述馈电网络中各类传输线采用直线设置或弯曲设置，通过调节各类传输线物理长度使其满足各类传输线在天线工作频率下的电长度。
5.根据权利要求1所述的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，其特征在于，所述第一传输线、第二传输线和第三传输线的特性阻抗的取值范围为38ohm～62ohm。
6.根据权利要求1所述的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，其特征在于，所述第四传输线的特性阻抗的取值范围为29ohm～42ohm。
7.根据权利要求1所述的一种基于新型馈电网络的宽带圆极化天线，其特征在于，所述四个金属倒F振子还可采用印刷在PCB板上的方式设置。
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