CN111403907A - 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线 - Google Patents

一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线 Download PDF

Info

Publication number
CN111403907A
CN111403907A CN202010209620.1A CN202010209620A CN111403907A CN 111403907 A CN111403907 A CN 111403907A CN 202010209620 A CN202010209620 A CN 202010209620A CN 111403907 A CN111403907 A CN 111403907A
Authority
CN
China
Prior art keywords
broadband
layer
dielectric plate
circularly polarized
polarized antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010209620.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111403907B (zh
Inventor
胡伟
李长江
冯天喜
刘学康
钱龙
胡志鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xidian University
Original Assignee
Xidian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xidian University filed Critical Xidian University
Priority to CN202010209620.1A priority Critical patent/CN111403907B/zh
Publication of CN111403907A publication Critical patent/CN111403907A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111403907B publication Critical patent/CN111403907B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H01Q9/285—Planar dipole

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，该天线具有四层结构，第一层为印刷在上介质板上层具有旋转对称特性的辐射结构，包括四个非对称偶极子，每个偶极子包含外侧的长臂和内侧的短臂；第二层为人工磁导体结构，包括印刷在中介质板上层的两种尺寸不同的方形金属贴片；第三层为印刷在下介质板上层的地板以及下层的馈电网络，包括二阶的威尔金森功分器和90°宽带移相器；第四层为四个印刷在垂直介质板上的宽带巴伦结构，为辐射结构提供平衡馈电，同时实现了宽频带内的阻抗匹配。此天线具有频带宽、剖面低、结构简单、带内增益平缓等优点，适合用于电子对抗、射频识别系统、无线局域网、全球定位系统等无线通信领域。

Description

一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线
技术领域
本发明涉及无线通信领域中的天线设计技术，特别涉及一种基于非对称偶极子宽频带低剖面圆极化天线。
背景技术
现代通信系统需要在复杂的环境和条件下实现稳定的通信，这对天线的稳定性和抗干扰性有很高的要求。圆极化天线由于具有减小多径效应、提高极化匹配效率以及抵消法拉第旋转效应等优势，在电子对抗、射频识别系统、无线局域网、全球定位系统等无线通信领域中受到了更多的关注，宽带圆极化天线的设计成为电磁领域的研究热点。近年来，低剖面天线受到了天线设计者的关注，利用人工磁导体结构，可以在不改变天线带宽的情况下，大幅降低天线的剖面，进而减小天线的体积。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是利用非对称偶极子实现宽带特性，并通过加载人工磁导体(AMC)结构降低天线剖面高度，实现一种宽频带低剖面圆极化天线。此天线具有频带宽、剖面低、结构简单、带内增益平缓等特点。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，天线包括四层介质板，第一层介质板包括印刷在其上的四个非对称偶极子，每个偶极子包含外侧的长臂和内侧的短臂；第二层介质板包括印刷在其上的大、小方形金属贴片，大、小方形金属贴片分别对应印刷在长臂和短臂正下方的第二层介质板上；第三层介质板包括印刷在其上层的地板和下层的馈电网络；第四层介质板包括四个印刷有宽带巴伦结构的垂直介质板；
所述四个垂直介质板分别穿过第一、二、三层介质板，通过宽带巴伦结构分别连接四个非对称偶极子、地板和馈电网络，实现宽频带低剖面圆极化天线的辐射。
对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：
优选的，所述长臂是由直角三角形切角而成的五边形金属贴片，切角部分均为直角三角形；
所述短臂是由菱形切角而成的金属贴片，切角部分均为三角形。
优选的，所述长臂旋转对称地分布在短臂外侧；长臂直角三角形短边切角与短臂菱形切角之间通过垂直介质板相连。
优选的，所述大方形金属贴片和小方形金属贴片按照阵列顺序排列构成人工磁导体结构，其中大方形金属贴片周期地对应在长臂下方，小方形金属贴片周期地对应在短臂下方。
优选的，所述垂直介质板分别相对于第一、二、三层介质板的边垂直分布；所述第一、二、三层介质板为面积相同的矩形，第四层介质板顶部设为矩形凸起。
优选的，所述宽带巴伦包括巴伦馈电部分和巴伦接地部分，所述巴伦馈电部分位于垂直介质板的外侧，为一个带有延伸段的倒U形结构，延伸段为50Ω微带线，倒U形为阻抗变换微带线；
所述巴伦接地部分位于垂直介质板内侧，为一个与垂直介质板等宽的矩形接地金属贴片，在矩形接地金属贴片上设有垂直的盲槽。
优选的，所述馈电网络包括印刷在第三层介质板上的三个二阶威尔金森功分器和一个90°宽带移相器，所述二阶威尔金森功分器和90°宽带移相器的馈线末端均为一分二的端口；
二阶威尔金森功分器末端端口分别连接第二个二阶威尔金森功分器和90°宽带移相器末端端口，90°宽带移相器另一个末端端口连接第三个二阶威尔金森功分器，第二、三个二阶威尔金森功分器的一分二的端口分别通过馈电线连接两个垂直介质板的巴伦馈电部分。
优选的，所述二阶威尔金森功分器上两个间距不同的馈电线之间分别设有两个电阻。
优选的，所述第一介质板、第二介质板和第四层介质板选用Rogers RT/duroid5880介质板，厚度分别为1mm、1mm和0.5mm；第三层介质板选用为Rogers RO4003介质板，厚度为0.8mm。
所述天线中心频率为3GHz，相对阻抗带宽不小于107％，轴比带宽达到96％，3dB增益带宽不小于88％；所述天线的XOZ面方向图与YOZ面方向图近乎一致；带内增益平缓；最大增益不小于9.62dBic。
本发明的特点在于：
本发明基于非对称偶极子结构，结合人工磁导体加载方法，设计发明了一种新型的基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线。为了展宽天线的阻抗带宽，采用了非对称偶极子结构，并且非对称偶极子的两臂分别采用了切角菱形和切角三角形的形式，其中切角菱形在高频工作，切角三角形在低频工作。通过优化偶极子几何参数，对天线进行分段阻抗匹配，使得高频段和低频段曲线平滑且连通，进而达到宽频带的效果。为了降低天线剖面，在中介质板上层印刷了两种人工磁导体结构，该结构使用两种尺寸不同的方形金属贴片，尺寸大的方形金属贴片位于偶极子外侧长臂正下方；尺寸小的方形金属贴片位于偶极子内侧短臂正下方；通过两种人工磁导体对两种偶极子臂的分段作用，整个频带都能够利用人工磁导体的同相反射特性来降低天线的剖面高度。
同时，采用顺序旋转结构，利用宽带功分移相器，实现了较宽的轴比带宽。其中，二阶威尔金森功分器提供等幅同向激励，同时，在二阶威尔金森功分器上分别加载两个阻值不同的贴片电阻，以进一步提高两个输出端口之间的隔离度。另外，通过宽带移相器，可以在较宽的频带内保持稳定的相位差。并且，将地板放置在天线下方，使得天线的辐射方向图具有良好的定向性，保证在整个工作频带内最大辐射方向都位于天线的正上方。
此天线具有频带宽、剖面低、结构简单、带内增益平缓等优点，适合用于电子对抗、射频识别系统、无线局域网、全球定位系统等无线通信领域。
附图说明
图1为本发明圆极化天线的立体结构示意图；
图2为本发明圆极化天线的整体结构俯视图；
图3为本发明圆极化天线的整体结构侧视图；
图4为本发明圆极化天线的馈电网络仰视图；
图5(a)、(b)分别为本发明圆极化天线的二阶威尔金森功分器以及宽带移相器结构图；
图6为本发明圆极化天线的人工磁导体结构俯视图；
图7为本发明圆极化天线的反射系数曲线图；
图8为本发明圆极化天线的轴比曲线图；
图9为本发明圆极化天线在1.7GHz的XOZ面主极化与交叉极化方向图；
图10为本发明圆极化天线在1.7GHz的YOZ面主极化与交叉极化方向图；
图11为本发明圆极化天线在3.2GHz的XOZ面主极化与交叉极化方向图；
图12为本发明圆极化天线在3.2GHz的YOZ面主极化与交叉极化方向图；
图13为本发明圆极化天线在4.7GHz的XOZ面主极化与交叉极化方向图；
图14为本发明圆极化天线在4.7GHz的YOZ面主极化与交叉极化方向图；
图15为本发明圆极化天线的主极化增益曲线图。
图中：1、第一层介质板；2、第二层介质板；3、第三层介质板；4、第四层介质板；5、长臂；6、短臂；7、小方形金属贴片；8、大方形金属贴片；9、巴伦接地部分；10、巴伦馈电部分；11、馈电网络；12、100Ω电阻；13、200Ω电阻；14、馈电端口；15、90°宽带移相器；16、二阶威尔金森功分器；17、地板；18、垂直介质板；19、馈电线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
如图1所示，为本发明的基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线的结构示意图。天线具有四层结构，第一层介质板1为印刷在介质板上层具有旋转对称特性的辐射结构，主要为四个非对称偶极子，每个偶极子包含外侧的长臂5和内侧的短臂6，外侧的长臂5和内侧的短臂6通过巴伦接地部分相连；第二层介质板2为人工磁导体(AMC)结构，具体为印刷在介质板上层的尺寸不同的大方形金属贴片7和小方形金属贴片8，两种不同尺寸的大、小方形金属贴片7、8分别对应外侧的长臂5和内侧的短臂6正下方的第二层介质板2上，分段降低天线的剖面高度；第三层介质板3为印刷在介质板上层的地板17以及下层的馈电网络11，馈电网络11包括一个二阶威尔金森功分器16与一个宽带移相器15；第四层介质板4为四个印刷有宽带巴伦结构的垂直介质板18，为辐射结构提供平衡馈电，同时实现了宽频带内的阻抗匹配。四个垂直介质板分别穿过第一、二、三层介质板，并分别相对于第一、二、三层介质板的边垂直分布；第一、二、三层介质板为面积相同的矩形，第四层介质板4顶部设为矩形凸起。垂直介质板的宽带巴伦结构分别连接第一层介质板1上层的四个非对称偶极子、第三层介质板3上层的地板16和下层的馈电网络11，实现宽频带低剖面圆极化天线的辐射。
其中，如图2所示，非对称偶极子包括外侧的长臂5与内侧的短臂6，外侧的长臂5旋转对称地分布在内侧的短臂6外侧，四个非对称偶极子位于第一层介质板上层，其中外侧的长臂5是由直角三角形切角而成的五边形金属贴片，切角部分均为直角三角形。切角后，非对称偶极子外侧的长臂一个切角长度为w21；非对称偶极子外侧的长臂直角短边金属贴片长度为l21；非对称偶极子外侧的长臂5直角长边金属贴片长度为l22。
非对称偶极子内侧的短臂6是由菱形切角构成的金属贴片，切角部分为三角形，与外侧的长臂切角部分长度一致。在图2中标为w11。菱形金属贴片对角线长度为w12；g为非对称偶极子外侧长臂与内侧短臂之间的距离，也即巴伦结构在图2所呈现的俯视图，该部分长度为图3所标的wb01。
长臂5直角三角形短边切角与短臂6菱形切角之间通过垂直介质板18内侧的巴伦接地部分相连。
其中，如图3所示，宽带巴伦结构包括馈电部分10以及接地部分9，馈电部分10印刷在垂直介质板外侧，为一个带有延伸段的倒U形结构，延伸段为50Ω微带线，线宽为wb2，线长为lb10；倒U形为阻抗变换微带线，两侧长度均为lb11；接地部分9印刷在垂直介质板内侧，为一个与垂直介质板18等宽的矩形接地金属贴片，在矩形接地金属贴片上设有垂直的盲槽。将非对称偶极子的外侧的长臂和内侧的短臂与地面连接。其中，wb0为巴伦接地部分中盲孔的宽度；lb0为巴伦接地部分中金属贴片之间缝隙的长度；wb01为巴伦接地部分中高于上介质板的宽度；lb01为巴伦接地部分中盲孔的长度。
如图4所示，四个矩形为四个巴伦结构的仰视图，其长度为图3所示的wb。其中，馈电网络11包括印刷在第三层介质板3上的三个二阶威尔金森功分器16和一个90°宽带移相器15。二阶威尔金森功分器16的馈电线19通过馈电端口14引入，二阶威尔金森功分器16和90°宽带移相器15的馈线末端均为一分二的端口，在两个间距不同的馈电线之间分别设有100Ω电阻12和200Ω电阻13以提高端口之间的隔离度。二阶威尔金森功分器16馈线末端一个端口通过馈电线连接到第二个二阶威尔金森功分器，另一端口连接90°宽带移相器15末端端口，90°宽带移相器15另一个端口通过馈电线连接到第三个二阶威尔金森功分器16，第二、第三个二阶威尔金森功分器16的一分二的端口分别通过馈电线连接两个垂直介质板18的巴伦馈电部分10。
其中图5(a)为二阶威尔金森功分器结构示意图，该功分器在两条间距不同的馈电线之间分别设有100Ω电阻12和200Ω电阻13，其馈线末端为一分二的端口，一端口通过馈电连接到另一个二阶威尔金森功分器，另一端口连接90°宽带移相器15。此时一分四馈电网络分别提供的是0°，90°，0°，90°的相位差。图5(b)所示为90°宽带移相器15结构。
如图6所示，其中，AMC结构包括印刷在中介质板上层的尺寸不同的方形金属贴片7、8，并按照阵列顺序排列构成人工磁导体结构，大方形金属贴片8周期地对应在长臂正下方，小方形金属贴片7周期地对应在短臂正下方，其中大方形金属贴片的边长为wamc1，大方形金属贴片之间的距离为dx1；小方形金属贴片的边长为wamc3，小方形金属贴片之间的距离为dx2。其中4为四个巴伦结构的俯视图，其长度为图3所示的wb。
在一个实施例中：
上介质板为120mm×120mm×1mm的Rogers RT/duroid 5880，介电常数2.2；
中介质板为120mm×120mm×1mm的Rogers RT/duroid 5880，介电常数2.2；
下介质板为120mm×120mm×0.8mm的Rogers RO4003，介电常数3.5；
垂直介质板为16mm×20mm×0.5mm的Rogers RT/duroid 5880，介电常数2.2；
在本实施例中，天线的中心频率为3GHz，相对阻抗带宽不小于107％，轴比带宽达到96％，3dB增益带宽不小于88％。
以上这些结构的相互密切配合，并进行优化设计，以实现工作在较宽频带下的圆极化天线。
其他结构尺寸见表1所示。
表1
结构 ws w11 w21 l21 wb0 wb lb0 wamc1 lb10 dx1
尺寸(mm) 120 4 4 34 19.6 3 18 9 6.2 3
结构 g w12 w23 l22 wb01 wb2 lb01 wamc3 lb11 dx2
尺寸(mm) 3 20 4 62 4 1.5 2 5 10 7
其中：ws为第一、第二、第三层方形介质板的边长；g为非对称偶极子外侧长臂与内侧短臂之间的距离；w12为非对称偶极子内侧的短臂菱形金属贴片对角线长度；w11为非对称偶极子内侧的短臂切角长度；w21为非对称偶极子外侧长臂的切角长度；w23为菱形顶点对角之间的距离；l21为非对称偶极子外侧的长臂直角短边金属贴片长度；l22为非对称偶极子外侧的长臂直角长边金属贴片长度；wb0为巴伦接地部分中盲孔的宽度；wb01为巴伦接地部分中高于上介质板的宽度；wb为巴伦结构的长度；wb2和lb10分别为50Ω微带线的线宽和线长；lb01为巴伦接地部分中盲孔的长度；lb11为倒U形阻抗变换微带两侧的长度；wamc1为人工磁导体结构中大方形金属贴片的边长；大方形金属贴片之间的距离为dx1；wamc3为人工磁导体结构中小方形金属贴片的边长；小方形金属贴片之间的距离为dx2。
本发明天线的宽频带低剖面原理为：为四个旋转对称的偶极子馈入幅度相同，相位差为0°，90°，0°，90°的激励，同时采用非对称偶极子结构，每个偶极子包含外侧的长臂和内侧的短臂，其中长臂在低频工作，短臂在高频工作。通过优化偶极子几何参数，对天线进行分段匹配，使得高频段和低频段曲线平滑且连通，进而达到宽频带的效果。
同时，为了降低天线剖面，在中介质板上层印刷了两种人工磁导体结构，该结构使用两种尺寸不同的方形金属贴片，尺寸大的方形金属贴片位于偶极子外侧长臂正下方；尺寸小的方形金属贴片位于偶极子内侧短臂正下方；通过两种人工磁导体对两种偶极子臂的分段作用，整个频带都能够利用人工磁导体的同相反射特性来降低天线的剖面高度，使得天线剖面高度降低至原剖面的一半以上，因此实现了低剖面特性。
最后采用顺序旋转结构，利用宽带功分移相器，实现了较宽的轴比带宽。其中，采用二阶威尔金森功分器配合两个阻值不同的贴片电阻，提升了两个输出端口之间的隔离度。另外，宽带移相器利用微带线之间的耦合，可以在较宽的频带内保持稳定的相位差。并且，将地板放置在天线下方，使得天线的辐射方向图具有良好的定向性，保证在整个工作频带内最大辐射方向都位于天线的正上方。以上结构设置共同作用，形成一个良好的宽频带低剖面圆极化天线。
本发明基于非对称偶极子结构，利用分段匹配的思想，设计出一款新型宽频带低剖面圆极化天线，通过非对称偶极子的形状尺寸、宽带巴伦尺寸、宽带功分移相器尺寸等参数变量，可以快速方便灵活的调整此宽频带圆极化天线的频率带宽。
如图7所示，为本实施例的反射系数曲线图。作为优选方案，宽频带圆极化天线的中心频率为3GHz，相对阻抗带宽不小于107％。
如图8所示，为本实施例的轴比参数曲线图。作为优选方案，宽频带圆极化天线的中心频率为3GHz，轴比带宽达到96％。
如图9所示，为本实施例在1.7GHz的XOZ面主极化与交叉极化方向图，在主辐射方向具有良好的定向性，交叉极化低于-17.9dB。
如图10所示，为本实施例在1.7GHz的YOZ面主极化与交叉极化方向图，在主辐射方向具有良好的定向性，交叉极化低于-17.9dB。
如图11所示，为本实施例在3.2GHz的XOZ面主极化与交叉极化方向图，在主辐射方向具有良好的定向性，交叉极化低于-33.7dB。
如图12所示，为本实施例在3.2GHz的YOZ面主极化与交叉极化方向图，在主辐射方向具有良好的定向性，交叉极化低于-33.7dB。
如图13所示，为本实施例在4.7GHz的XOZ面主极化与交叉极化方向图，在主辐射方向具有良好的定向性，交叉极化低于-18.5dB。
如图14所示，为本实施例在4.7GHz的YOZ面主极化与交叉极化方向图，在主辐射方向具有良好的定向性，交叉极化低于-18.5dB。
如图15所示，为本实施例的主极化增益曲线图，增益在频带内比较平缓，最大增益不小于9.62dBic。
以上对本发明所提供的一种宽频带低剖面圆极化天线进行了详细介绍，并应用了详细的结构设计参数对本发明的原理及实施方式进行了阐述及实现。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，天线包括四层介质板，第一层介质板(1)包括印刷在其上的四个非对称偶极子，每个偶极子包含外侧的长臂(5)和内侧的短臂(6)；第二层介质板(2)包括印刷在其上的大、小方形金属贴片(7、8)，大、小方形金属贴片(7、8)分别对应印刷在长臂(5)和短臂(6)正下方的第二层介质板(2)上；第三层介质板(3)包括印刷在其上层的地板(17)和下层的馈电网络(11)；第四层介质板(4)包括四个印刷有宽带巴伦结构的垂直介质板(18)；
所述四个垂直介质板分别穿过第一、二、三层介质板，通过宽带巴伦结构分别连接四个非对称偶极子、地板(17)和馈电网络(11)，实现宽频带低剖面圆极化天线的辐射。
2.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述长臂(5)是由直角三角形切角而成的五边形金属贴片，切角部分均为直角三角形；
所述短臂(6)是由菱形切角而成的金属贴片，切角部分均为三角形。
3.根据权利要求2所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述长臂(5)旋转对称地分布在短臂(6)外侧；长臂(5)直角三角形短边切角与短臂(6)菱形切角之间通过垂直介质板(18)相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述大方形金属贴片(8)和小方形金属贴片(7)按照阵列顺序排列构成人工磁导体结构，其中大方形金属贴片周期地对应在长臂下方，小方形金属贴片周期地对应在短臂下方。
5.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述垂直介质板(18)分别相对于第一、二、三层介质板的边垂直分布；所述第一、二、三层介质板为面积相同的矩形，第四层介质板(4)顶部设为矩形凸起。
6.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述宽带巴伦包括巴伦馈电部分(10)和巴伦接地部分(9)，所述巴伦馈电部分(10)位于垂直介质板(18)的外侧，为一个带有延伸段的倒U形结构，延伸段为50Ω微带线，倒U形为阻抗变换微带线；
所述巴伦接地部分(9)位于垂直介质板(18)内侧，为一个与垂直介质板(18)等宽的矩形接地金属贴片，在矩形接地金属贴片上设有垂直的盲槽。
7.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述馈电网络(11)包括印刷在第三层介质板(3)上的三个二阶威尔金森功分器(16)和一个90°宽带移相器(15)，所述二阶威尔金森功分器(16)和90°宽带移相器(15)的馈线末端均为一分二的端口；
二阶威尔金森功分器(16)末端端口分别连接第二个二阶威尔金森功分器和90°宽带移相器(15)末端端口，90°宽带移相器(15)另一个末端端口连接第三个二阶威尔金森功分器(16)，第二、三个二阶威尔金森功分器(16)的一分二的端口分别通过馈电线连接两个垂直介质板(18)的巴伦馈电部分(10)。
8.根据权利要求7所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述二阶威尔金森功分器(16)上两个间距不同的馈电线之间分别设有两个电阻。
9.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述第一介质板(1)、第二介质板(2)和第四层介质板(4)选用Rogers RT/duroid5880介质板，厚度分别为1mm、1mm和0.5mm；第三层介质板(3)选用为Rogers RO4003介质板，厚度为0.8mm。
10.根据权利要求1所述的一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线，其特征在于，所述天线中心频率为3GHz，相对阻抗带宽不小于107％，轴比带宽达到96％，3dB增益带宽不小于88％；所述天线的XOZ面方向图与YOZ面方向图近乎一致；带内增益平缓；最大增益不小于9.62dBic。
CN202010209620.1A 2020-03-23 2020-03-23 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线 Active CN111403907B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010209620.1A CN111403907B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010209620.1A CN111403907B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111403907A true CN111403907A (zh) 2020-07-10
CN111403907B CN111403907B (zh) 2021-05-04

Family

ID=71429119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010209620.1A Active CN111403907B (zh) 2020-03-23 2020-03-23 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111403907B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111769358A (zh) * 2020-07-30 2020-10-13 西安电子科技大学 基于超表面的低剖面宽带方向图分集天线
CN111786078A (zh) * 2020-08-04 2020-10-16 大连海事大学 一种圆极化波束宽的宽带射频识别读写器天线
CN111834738A (zh) * 2020-07-13 2020-10-27 西安交通大学 一种小型化双频带微带圆极化天线
CN112103651A (zh) * 2020-08-06 2020-12-18 广东盛路通信科技股份有限公司 旋转式弧形移相器
CN112886226A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 重庆邮电大学 宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法
CN112993585A (zh) * 2021-02-26 2021-06-18 中国人民解放军空军工程大学 宽带多功能多比特可激励超构表面系统
CN113823903A (zh) * 2021-04-29 2021-12-21 王宇琦 一种基于非对称偶极子的宽频带高增益圆极化天线
CN113948833A (zh) * 2021-09-30 2022-01-18 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种非接触式宽带微波旋转关节
CN114824724A (zh) * 2022-04-25 2022-07-29 北京合众卫通科技有限公司 一种宽频带高增益低轴比的圆极化微带天线
CN115117635A (zh) * 2022-07-05 2022-09-27 西安电子科技大学 基于amc结构的圆极化天线

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140085693A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Northeastern University Metasurface nanoantennas for light processing
CN104798256A (zh) * 2012-11-29 2015-07-22 日本电业工作株式会社 天线
CN106025560A (zh) * 2016-07-08 2016-10-12 西安电子科技大学 基于ebg结构的低剖面超宽带圆极化天线
CN106384883A (zh) * 2016-10-26 2017-02-08 复旦大学 一种超材料交叉偶极子圆极化天线
CN108963443A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种天线及封装天线结构
US20190027814A1 (en) * 2017-07-20 2019-01-24 Wistron Neweb Corp. Antenna system
CN109301469A (zh) * 2018-10-24 2019-02-01 西安电子科技大学 一种基于强耦合效应的宽频带圆极化天线
CN110544819A (zh) * 2019-08-16 2019-12-06 西安电子科技大学 一种宽带圆极化交叉磁电偶极子天线

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140085693A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Northeastern University Metasurface nanoantennas for light processing
CN104798256A (zh) * 2012-11-29 2015-07-22 日本电业工作株式会社 天线
CN106025560A (zh) * 2016-07-08 2016-10-12 西安电子科技大学 基于ebg结构的低剖面超宽带圆极化天线
CN106384883A (zh) * 2016-10-26 2017-02-08 复旦大学 一种超材料交叉偶极子圆极化天线
CN108963443A (zh) * 2017-05-26 2018-12-07 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种天线及封装天线结构
US20190027814A1 (en) * 2017-07-20 2019-01-24 Wistron Neweb Corp. Antenna system
CN109301469A (zh) * 2018-10-24 2019-02-01 西安电子科技大学 一种基于强耦合效应的宽频带圆极化天线
CN110544819A (zh) * 2019-08-16 2019-12-06 西安电子科技大学 一种宽带圆极化交叉磁电偶极子天线

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIAO WANG: "Gradient metasurface for four-direction anomalous reflection in terahertz", 《OPTICS COMMUNICATIONS》 *
QI ZHENG: "Dual-band metasurface-based CP low-profile patch antenna with parasitic elements", 《IET MICROWAVES, ANTENNAS & PROPAGATION》 *
SHAH NAWAZ BUROKUR: "Low-profile metamaterial-based L-band antennas", 《APPLIED PHYSICS A》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111834738A (zh) * 2020-07-13 2020-10-27 西安交通大学 一种小型化双频带微带圆极化天线
CN111834738B (zh) * 2020-07-13 2021-07-13 西安交通大学 一种小型化双频带微带圆极化天线
CN111769358B (zh) * 2020-07-30 2022-07-12 西安电子科技大学 基于超表面的低剖面宽带方向图分集天线
CN111769358A (zh) * 2020-07-30 2020-10-13 西安电子科技大学 基于超表面的低剖面宽带方向图分集天线
CN111786078A (zh) * 2020-08-04 2020-10-16 大连海事大学 一种圆极化波束宽的宽带射频识别读写器天线
CN112103651A (zh) * 2020-08-06 2020-12-18 广东盛路通信科技股份有限公司 旋转式弧形移相器
CN112103651B (zh) * 2020-08-06 2023-12-05 广东盛路通信科技股份有限公司 旋转式弧形移相器
CN112886226A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 重庆邮电大学 宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法
CN112993585A (zh) * 2021-02-26 2021-06-18 中国人民解放军空军工程大学 宽带多功能多比特可激励超构表面系统
CN112993585B (zh) * 2021-02-26 2022-11-11 中国人民解放军空军工程大学 宽带多功能多比特可激励超构表面系统
CN113823903A (zh) * 2021-04-29 2021-12-21 王宇琦 一种基于非对称偶极子的宽频带高增益圆极化天线
CN113948833A (zh) * 2021-09-30 2022-01-18 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种非接触式宽带微波旋转关节
CN114824724A (zh) * 2022-04-25 2022-07-29 北京合众卫通科技有限公司 一种宽频带高增益低轴比的圆极化微带天线
CN115117635A (zh) * 2022-07-05 2022-09-27 西安电子科技大学 基于amc结构的圆极化天线
CN115117635B (zh) * 2022-07-05 2023-10-17 西安电子科技大学 基于amc结构的圆极化天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN111403907B (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111403907B (zh) 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线
US11069965B2 (en) Low-profile broadband circularly-polarized array antenna using stacked traveling wave antenna elements
CN112421248B (zh) 一种基于多模谐振的宽频带低剖面圆极化微带天线
US5410323A (en) Planar antenna
CN110911839B (zh) 一种5g双频带高隔离双端口共地单极子天线
CN109088165B (zh) 一种基于超表面的宽带双极化天线
CN111541040A (zh) 一种双线极化加双圆极化四端口可重构介质谐振天线
JP2003514422A (ja) プリントアンテナ
CN110838619B (zh) 一种基于离散三角形寄生结构的双频二单元mimo天线
CN104701628A (zh) 宽带圆极化微带天线
CN113540810A (zh) 一种开口矩形环加载的微带缝隙耦合超表面天线
CN113690599B (zh) 一种水平极化全向超表面天线
CN213845512U (zh) 基于人工磁导体的宽带圆极化天线
CN111682312B (zh) 沿e平面非对称切割的贴片天线
CN110957565B (zh) 一种用于5g基站的宽带极化可重构高增益天线
CN112713393A (zh) 一种缝隙贴片天线
CN116799498A (zh) 蝶形巴伦馈电双极化交叉偶极子天线
CN110911828A (zh) 一种采用集成六端口功率分配器的宽带差分馈电双极化天线
CN217158638U (zh) 一种基于磁电偶极子的超宽带双极化天线
CN115939782A (zh) 一种w波段旋转式圆极化磁电偶极子天线阵列
CN115458926A (zh) 一种侧面加载垂直镂空寄生铜板的超宽带圆极化天线
CN115173051A (zh) 一种宽带高增益圆极化天线阵列
CN113497357B (zh) 一种宽带双极化滤波天线
CN112003009B (zh) 一种具有宽轴比波束的介质谐振器天线
CN210430099U (zh) 高增益宽带圆极化天线及无线通信设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant