CN109462025A - 一种圆极化偶极子天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆极化偶极子天线,包括承载电路的介质基板、覆盖在介质基板上的金属板、天线结构，所述天线结构包括偶极子天线和单极子天线，偶极子天线和单极子天线正交放置并形成90度的相位差。并且分别采用直接馈电和差分馈电，通过两种不同馈电方式实现，根据实际情况选择合适的实现方式均能达到良好效果，并且本发明的天线可以采用平面印刷电路工艺实现，结构简单，尺寸较小，方便与其它电路集成，在手持设备和移动通信中有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种圆极化偶极子天线。
背景技术
现代无线通信要求在复杂多变的环境下实现稳定可靠的信号传输，圆极化 天线由于其特性可以在各种不同条件下保持较高的稳定性，因而被广泛使用在 各种无线通信系统中。在卫星与地面之间的通信中，需要使用圆极化天线对抗 电磁波穿越电离层产生的法拉第旋转效应；在射频识别和移动通信中，天线位 置及朝向一般不可控，使用圆极化天线可以避免极化失配损耗，提高信号传输 效率；在多反射的复杂环境中，使用圆极化天线通信可以有效抑制多径干扰。 常用的圆极化天线大致有以下三种：螺旋天线，微带贴片圆极化天线以及交叉 振子天线。螺旋天线常见的有四臂螺旋天线、等角螺旋天线、阿基米德天线等， 它们具有宽带圆极化特性，但一般有着较大的尺寸，不适合在小型化电路系统 中使用。微带圆极化贴片天线具有体积小、结构简单的特点，易与平面电路集 成，但是这类天线的带宽普遍较窄，通常会使用其他技术拓展带宽。交叉振子 天线由两个正交放置的振子天线组成，通过控制两个振子上的电流相差可以实 现圆极化，这类天线设计和加工比较简单，并且可以得到较宽的带宽。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆极化偶极子天线，偶极子天线和单极子天线 交叉放置，且二者电流有90度的相位差，从而实现圆极化。该天线可以采用平 面印刷电路工艺实现，结构简单，尺寸较小，方便与其它电路集成，可以用于 单馈电输出电路，也可以用于差分输出电路，在手持设备和移动通信中有很好 的应用前景。
为达到上述技术目的，基于直接馈电，本发明采用的技术方案具体如下：
一种圆极化偶极子天线，其特征在于：包括承载电路的介质基板、覆盖在 介质基板上的金属板、设置在介质基板上的馈电端口和天线结构；所述馈电端 口的两极分别连接到金属板和天线结构；所述天线结构包括偶极子天线和单极 子天线，偶极子天线和单极子天线正交放置并形成90度的相位差。
进一步地，所述单极子天线包括第一辐射枝节，第一辐射枝节垂直连接到 金属板。
进一步地，所述偶极子天线包括第二辐射枝节，第二辐射枝节包括至少两 根辐射枝节，其中一根辐射枝节连接到馈电接口，另一根辐射枝节与第一辐射 枝节连接。
本发明还公开了另一种基于交叉振子圆极化技术和差分电路技术的圆极化 天线，其具体技术方案如下：
一种圆极化偶极子天线，其特征在于：包括承载电路的介质基板、覆盖在 介质基板上的金属板、天线结构；所述天线结构包括差分电路、单极子天线和 偶极子天线，偶极子天线和单极子天线正交放置并形成90度的相位差；所述单 极子天线连接到差分电路，且差分电路连接到金属板。
进一步地，所述金属板一侧开有放置差分电路的凹槽。
进一步地，所述差分电路包括天线振子、分别固定在天线振子两臂上的电 感元件、设置在天线振子两臂上的电容元件、以及固定在天线振子两臂端部之 间的馈电接口。
进一步地，所述电容元件和馈电接口均连接到金属板。
进一步地，所述单极子天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，分别连接 到天线振子的两臂。
进一步地，所述单极子天线的辐射枝节均垂直连接有偶极子天线的辐射枝 节。
本发明的有益效果在于：本发明区别于现有技术，本发明天线可以接收和 发射左旋圆极化波和右旋圆极化波。并且可以通过两种不同馈电方式实现，分 别采用直接馈电和差分馈电，根据实际情况选择合适的实现方式均能达到良好 效果。
其次，该天线采用平面结构，可以直接与其他电路集成，适用于各种移动 终端的无线通信系统中。而且天线结构简单，易于设计和加工，可以通过印刷 电路等工艺实现，成本低廉。
附图说明
图1是本发明提供的圆极化偶极子天线采用直接馈电方式的结构示意图；
图2是图1的俯视示意图；
图3是本发明提供的圆极化偶极子天线采用差分馈电方式的结构示意图；
图4是图3的局部放大示意图。
附图标记：
1为馈电端口、2为第二辐射枝节、3为辐射枝节、4为第一辐射枝节、5为 金属板、6为介质基板、7为馈电接口、8为电感元件、9为电容元件、10为天 线振子、11为偶极子天线、12为单极子天线。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1-图4所示，一种圆极化偶极子天线，基于直接馈电，包括承载电路 的介质基板6、覆盖在介质基板6上的金属板5、设置在介质基板6上的馈电端 口1和天线结构；所述馈电端口1的两极分别连接到金属板5和天线结构；所 述天线结构包括偶极子天线和单极子天线，偶极子天线和单极子天线正交放置 并形成90度的相位差。
所述单极子天线包括第一辐射枝节4，第一辐射枝节4垂直连接到金属板5。 所述偶极子天线包括第二辐射枝节2，第二辐射枝节2包括至少两根辐射枝节3， 其中一根辐射枝节3连接到馈电接口，另一根辐射枝节与第一辐射枝节4连接。
在实际使用时，覆在介质基板6上的金属板5，它可以作为天线和电路设备 的地，馈电端口1的两极分别连接地和偶极子天线的其中一根辐射枝节，辐射 枝节是天线的辐射部分，其中，第二辐射枝节2包括两根辐射枝节，两根辐射 枝节组成一个偶极子天线，第一辐射枝节4包括一根辐射枝节，单独构成一个 单极子天线，并且该第一辐射枝节4垂直连接到第二辐射枝节2的另一根没有 连接馈电端口1的辐射枝节上，二者正交放置，当选择合适的尺寸与位置，能 够使两个天线上的电流产生90度的相位差，从而实现圆极化。
本发明还公开了另一种基于交叉振子圆极化技术和差分电路技术的圆极化 天线，其具体技术方案如下：
一种圆极化偶极子天线11，包括承载电路的介质基板6、覆盖在介质基板6 上的金属板5、天线结构；所述天线结构包括差分电路、单极子天线12和偶极 子天线11，偶极子天线11和单极子天线12正交放置并形成90度的相位差；所 述单极子天线12连接到差分电路，且差分电路连接到金属板5。
所述金属板5一侧开有放置差分电路的凹槽。所述差分电路包括天线振子 10、分别固定在天线振子10两臂上的电感元件8、设置在天线振子10两臂上的 电容元件9、以及固定在天线振子10两臂端部之间的馈电接口7。所述电容元 件9和馈电接口7均连接到金属板5。
所述单极子天线12包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，分别连接到天线振 子10的两臂。所述单极子天线12的辐射枝节均垂直连接有偶极子天线11的辐 射枝节3。
在实际使用时，覆在介质基板6上的金属板5，它可以作为天线和电路设备 的地，天线振子10与天线振子10上的电感元件8、电容元件9、馈电接口7构 成一个差分电路，其中，馈电接口7和电容元件9的一端均连接到地，即金属 板5，从而使振子的两臂电流获得相反的相位。而在天线振子10的两臂端部分 别连接有单极子天线12的两根辐射枝节，即为第三辐射枝节和第四辐射枝节， 并分别在第三辐射枝节和第四辐射枝节的端部垂直连接有辐射枝节，并且这对 辐射枝节构成一个偶极子天线11，偶极子天线11和单极子天线12正交放置， 当选择合适的尺寸与位置，能够使两个天线上的电流产生90度的相位差，从而 实现圆极化。
本发明所说的第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节、第四辐射枝 节仅仅是为了方便理解，并非是对于顺序的限定。
本发明天线可以接收和发射左旋圆极化波和右旋圆极化波。并且可以通过 两种不同馈电方式实现，分别采用直接馈电和差分馈电，根据实际情况选择合 适的实现方式均能达到良好效果。
其次，该天线采用平面结构，可以直接与其他电路集成，适用于各种移动 终端的无线通信系统中。而且天线结构简单，易于设计和加工，可以通过印刷 电路等工艺实现，成本低廉。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
Claims (9)
1.一种圆极化偶极子天线，其特征在于：包括承载电路的介质基板、覆盖在介质基板上的金属板、设置在介质基板上的馈电端口和天线结构；所述馈电端口的两极分别连接到金属板和天线结构；所述天线结构包括偶极子天线和单极子天线，偶极子天线和单极子天线正交放置并形成90度的相位差。
2.根据权利要求1所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述单极子天线包括第一辐射枝节，第一辐射枝节垂直连接到金属板。
3.根据权利要求1所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述偶极子天线包括第二辐射枝节，第二辐射枝节包括至少两根辐射枝节，其中一根辐射枝节连接到馈电接口，另一根辐射枝节与第一辐射枝节连接。
4.一种圆极化偶极子天线，其特征在于：包括承载电路的介质基板、覆盖在介质基板上的金属板、天线结构；所述天线结构包括差分电路、单极子天线和偶极子天线，偶极子天线和单极子天线正交放置并形成90度的相位差；所述单极子天线连接到差分电路，且差分电路连接到金属板。
5.根据权利要求4所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述金属板一侧开有放置差分电路的凹槽。
6.根据权利要求4所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述差分电路包括天线振子、分别固定在天线振子两臂上的电感元件、设置在天线振子两臂上的电容元件、以及固定在天线振子两臂端部之间的馈电接口。
7.根据权利要求6所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述电容元件和馈电接口均连接到金属板。
8.根据权利要求1所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述单极子天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，分别连接到天线振子的两臂。
9.根据权利要求8所述的圆极化偶极子天线，其特征在于：所述单极子天线的辐射枝节均垂直连接有偶极子天线的辐射枝节。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113991300A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-01-28 | 成都频岢微电子有限公司 | 基于耶路撒冷十字的双层透射阵天线及其实现方法 |
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2018
- 2018-11-21 CN CN201811387825.8A patent/CN109462025A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN113991300A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-01-28 | 成都频岢微电子有限公司 | 基于耶路撒冷十字的双层透射阵天线及其实现方法 |
| CN113991300B (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-10 | 成都频岢微电子有限公司 | 基于耶路撒冷十字的双层透射阵天线及其实现方法 |
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