CN114937869A - 背靠背宽角圆极化微带天线及其在智能门锁的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开背靠背宽角圆极化微带天线及其在智能门锁的应用。本发明由两个背靠背的贴片天线构成，在单层天线的基础上，对辐射贴片开槽，改变电流的流向，增加贴片表面电流的“流动路径”，引入级联电感，降低天线的谐振频率，现天线的小型化。考虑到系统地板对后瓣的削减，引入背靠背的双天线，上层天线与下层天线之间有一定的间距，为使两者之间的耦合干扰降到最低，两个天线的地是相对的，并且开槽的排列方向旋转了90deg。上层天线负责上半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，下层天线负责下半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，从而实现信号接收范围内全空间的信号接收。本发明双天线结构简单、圆极化覆盖范围广且方法易于实现。

Description

背靠背宽角圆极化微带天线及其在智能门锁的应用
技术领域
本发明属于圆极化微带天线技术领域，尤其涉及一种智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线，具体是一种可以在蓝牙小频段内应用于智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线。
背景技术
随着科学技术的发展和人们对产品的需求，越来越多的现代化产品趋向于网络化和智能化。在无线通信系统领域，线极化天线具有极强的定向性，但当收信天线的极化方向与线极化天线的极化方向出现极大角度偏差时，信号的传输效率会大打折扣，这意味着对极化方向要求较高的线极化天线，已不足以满足人们在各种应用场合上对于天线性能的需求。相比于线极化天线，圆极化天线有着其独特的极化方式，可以接收任何极化方式的电磁波，也可以发射出任何极化天线都能接收到的辐射波，满足人们对于无线通信技术的迫切要求。
智能家居系统慢慢走进了人们的生活，为人们提供更多便利的同时，也在不断地进行迭代更新。现有的智能门锁也多采用蓝牙天线，但其信号的覆盖范围往往达不到理想的全空间高增益覆盖，此外，天线结构尺寸较大，也增加了门锁天线安装的难度。
因此，结构对称的小型双天线得以提出，很好地对此进行了改进。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提出了一种智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线。在单层天线的基础上，对辐射贴片进行开槽，改变电流的流向，增加贴片表面电流的“流动路径”，引入级联电感，降低天线的谐振频率，一定程度上减小了天线的尺寸，有利于实现天线的小型化。还考虑到系统地板(5)对后瓣的削减，引入了背靠背的双天线，两个天线结构的结构尺寸是一致的。为了使两者之间的耦合干扰降到最低，两个天线的地是相对的，并且开槽的排列方向旋转了90deg，还关于两个天线系统地板(5)中心连线的中点中心对称。由于结构上是完全对称的，天线的方向图关于XOY平面是也是完全对称的。两个天线接收到的信号强弱可由弗里斯公式易证得，上层天线负责上上半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，下层天线负责下半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，从而实现信号接收范围内全空间的信号接收。值得一提的是，该天线首次利用了friis传输方程中的极化损耗因子以及天线前后比的特性，同时采用了MIMO技术实现了空间的定位和室内外识别，可广泛应用于智能门锁等室内外无线信号识别的场合。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种背靠背宽角圆极化微带天线，包括背靠背设置的第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线，且第二圆极化微带天线为所述第一圆极化微带天线旋转90°后结构；所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间留有一定厚度的空气间隙；
所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线为相同结构，均包括：
介质基板(1)；
天线辐射片，其位于介质基板(1)的上表面；
系统地板(5)，其位于介质基板(1)的下表面；
同轴馈电端口；
其中，所述天线辐射片为方形，其四边的中心位置均开有一缺口，所述缺口位置分别设置一金属贴片；所述金属贴片上设有一过孔，所述过孔实现所述金属贴片与系统地板(5)连接；所述金属贴片与天线辐射片间留有缝隙；
所述天线辐射片开有矩形槽列；所述矩形槽列包括互不接触的第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)、第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)；所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)的中心线位于同一直线，且所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)关于所述天线辐射片中心呈中心对称设置；所述第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)关于所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线轴对称设置；所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线与所述天线辐射片的对角线重合；所述第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)与所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线平行设置；
作为优选，所述矩形槽列还包括互不接触的第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)，所述第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)位于所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线的两端；
作为优选，位于所述天线辐射片对面的两金属贴片的过孔距离天线辐射片中心的距离相同；但相邻金属贴片的过孔距离辐射贴片中心的距离不相同。
作为优选，每个金属贴片与所在缺口的两壁间的缝隙等宽；
作为优选，所述的天线辐射片局部铺设在介质基板(1)的正中央；
作为优选，位于所述天线辐射片对面的两金属贴片与所述天线辐射片的缝隙等宽；
作为优选，位于所述天线辐射片对面的两金属贴片尺寸大小相同；
作为优选，所述的天线辐射片为中心对称结构，第一矩形槽(10)和第二矩形槽(11)的尺寸一致，第三矩形槽(13)和第四矩形槽(14)的尺寸一致，第五矩形槽(9)和第六矩形槽(12)的尺寸一致；
作为优选，所述的同轴馈电端口设置在金属贴片与天线辐射片间隙、和第三矩形槽(13)、第一矩形槽(10)之间位置；
作为优选，第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)、第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)、第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)的槽宽均小于0.01个工作波长；
作为优选，位于所述天线辐射片对面的两金属贴片上过孔(8)中心、当前过孔(8)所在金属贴片长边的中心、所述天线辐射片的中心均位于同一直线上。
作为优选，所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间通过螺丝过孔(2)固定；
更为优选，所述螺丝过孔(2)设置在所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线的四周，且不与天线辐射片接触。为了保证两个天线的相对距离，提高两个天线的隔离度，同时考虑到了激励端的焊接问题，在此条件下，尽可能减小天线尺寸。
作为优选，所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线的两个同轴馈电端分布在所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线之间的空气间隙。
作为优选，所述过孔(8)的孔径小于同轴馈电端的孔径。
作为优选，所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线的两个天线辐射片位于背靠背宽角圆极化微带天线的最外侧面。
作为优选，所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间空气间隙的厚度小于0.05个工作波长。
工作原理：
单层圆极化微带天线中天线辐射片上开有沿对角线排列的矩形槽列，贴片上的开槽，切断了原先的表面电流路径，增大了贴片表面电流的“流动路径”，在天线等效电路中相当于引入了级联电感。由于槽很窄，它可模拟为在贴片中插入一无限薄的横向磁壁，使得感应出的电流大部分集中在开槽附近。沿着对角线方向的开槽，根据磁流的对偶原理，可以控制贴片表面电流以激励相位差为90°的极化简并模，更好地实现圆极化辐射。第一矩形槽(10)和第二矩形槽(11)是关于中心对称的，一方面是为了得到更为对称的圆极化波，另一方面是为了降低双谐振频率的频率比，低的频率比可以得到更好的圆极化波束宽度。在此基础上加入对称的第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)，可以在尽可能不影响第一矩形槽(10)和第二矩形槽(11)的情况下，加长窄缝的长度，优化圆极化性能。所述的上述矩形槽等效为多对磁偶极子，使得贴片上的电流主要集中在矩形槽周围，伴随着级联电感的引入，降低谐振频率，实现天线尺寸小型化。此外，还加入了第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)，这是为了降低对角线矩形槽与馈电端不完全对称引入的耦合极化，保证Eθ与
Figure BDA0003627331080000041
在θ方向上更加接近，实现更宽的3-dB波束宽度。
天线辐射片四周设有两对金属贴片对，两对金属贴片对与中心辐射贴片的缝隙等效为寄生电容，两对金属贴片对上的过孔可以等效为寄生电感，构成LC谐振电路，对天线的谐振频率进行调节，可降低谐振频率，实现天线结构的小型化。两对金属贴片对结构是关于中心对称的，为的是减小不对称结构带来的耦合干扰。缝隙间距及过孔位置、孔径大小会直接影响相应的集总参数值，天线的工作频率的改变可以通过调节其参数。相对的过孔距离辐射贴片中心的距离是一致的，但横向和纵向的过孔距离是不同的，这是为了产生θ和
Figure BDA0003627331080000042
方向上的不同程度的极化，优化Eθ与
Figure BDA0003627331080000043
的指标，实现更佳的圆极化性能。
上下两层辐射贴片正交排列，上下两个天线各矩形槽等效的磁流，相应的电场与磁场是彼此正交的，可以有效地减小各矩形槽之间极化交叉耦合带来的干扰。另外，两个天线的系统地板(5)是相对的，间隔一定的距离，用螺丝过孔(2)对天线的整体结构进行固定，这样可以很大程度地提高两个天线的隔离度，使两个天线之间的耦合干扰降到最小。两个天线的最大辐射方向在同一轴向，但方向相反，第一圆极化微带天线负责上半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，第二圆极化微带天线负责下半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，由相应的3-dB轴比波束结果可以看出，每个天线都可以覆盖其最大辐射方向一侧的半球区域，这样的双天线结构可以实现全空间的信号覆盖，可以很好地应用于智能门锁中，确保在两个天线最大辐射方向的两侧，信号接收的准确性和稳定性。
本发明的另一个目的是提供背靠背宽角圆极化微带天线在智能门锁上的应用。
本发明的有益效果如下：
(1)、本发明采用两个圆极化微带天线背靠背设置，上下层两个天线结构尺寸一致，从而使得本发明天线具有天线方向性图对称的优点；
(2)、本发明辐射贴片四周两对相对的贴片对，引入的缝隙寄生电容和过孔寄生电感，可以有效地对天线的谐振频率进行调节；
(3)、本发明两个圆极化微带天线的系统地板(5)背靠背，可以有效地减小两个天线的耦合干扰，提高天线的工作性能；
(4)、天线的高低频两处谐振由馈电端位置，辐射贴片上的开槽大小等决定，适当调节结构参数，可以实现更宽的阻抗带宽；
(5)、本发明天线首次利用了friis传输方程中的极化损耗因子以及天线前后比的特性，同时采用了MIMO技术实现了空间的定位和室内外识别，可广泛应用于智能门锁等室内外无线信号识别的场合。
(6)本发明天线的单层结构简单易于加工，双层对称易于组装。本发明圆极化微带天线信号在实现全空间高增益覆盖的同时，天线之间的隔离度通过设计可以达到60dB以上，对无线信号进行准确识别，可实现在门锁天线上的应用。
附图说明
图1是智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线结构俯视示意图。
图2是智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线结构侧视示意图。
图3是智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线辐射贴片结构示意图，其中(a)为位于顶层的第一圆极化微带天线的天线辐射片，(b)为位于底层的第二圆极化微带天线的天线辐射片。
图4是利用仿真软件模拟出智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线的S参数图。
图5是利用仿真软件模拟出智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线分别在
Figure BDA0003627331080000051
和
Figure BDA0003627331080000052
时的轴比波束宽度。
图6是利用仿真软件模拟出智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线分别在
Figure BDA0003627331080000053
和
Figure BDA0003627331080000054
时的方向图。
图中标记：介质基板1、螺丝过孔2、天线辐射片3、矩形槽列4、系统地板5、上层同轴馈电端6、下层同轴馈电端7、过孔8、第五矩形槽9、第一矩形槽10、第二矩形槽11、第六矩形槽12、第三矩形槽13、第四矩形槽14、第一贴片15、第二贴片16、第三贴片17、第四贴片18、第一缝隙19、第二缝隙20、第三缝隙21、第四缝隙22。
具体实施方式
为了将本发明中所设计的技术方案、设计目的以及优点更好地阐述清楚，将结合实施例以及附图，对本发明的内容进行更详细地说明，此处所用到的具体实施例仅用于说明，并不用于限定本发明。
本发明中所使用的术语“第一”“第二”等，是为了更好地区分结构，将相似或相同的结构进行简要描述，但这些结构并不受这些术语的限制。
在本实施例中，提出了一种智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线，如附图中的图1所示，包括背靠背设置的第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线，且第二圆极化微带天线为所述第一圆极化微带天线旋转90°后结构；所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间留有一定厚度的空气间隙；所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线均包括介质基板1、螺丝过孔2、天线辐射片3、矩形槽列4、以及系统地板5。如图2所示，所述的塑料螺丝过孔2位于介质基板1的四周固定两个天线，所述的介质基板1中有过孔8；所述的天线辐射片3上开有矩形槽列4；所述的介质基板1位于天线辐射片3和系统地板5之间，两个天线的系统地板5间留有一定厚度的空气间隙。基于上述结构可知，天线结构的系统地板5相对，两个天线用塑料螺丝过孔固定，两个天线使用两个同轴馈电端激励，天线的整体结构对称，有利于天线产生对称的方向性图。通过对辐射贴片上的开槽尺寸、馈电端位置和过孔尺寸的调节，使得两个谐振频率可以相互靠近，改善圆极化性能，实现宽轴比波束的目的。
在本实施例中，如图3(a)-(b)所示，所述的天线辐射片3包括第五矩形槽9、第一矩形槽10、第二矩形槽11、第六矩形槽12、第三矩形槽13、第四矩形槽14，所述的天线辐射片3四周开有缺口，四个缺口处分别放置有第一贴片15、第二贴片16、第三贴片17、第四贴片18；天线辐射片3与第一贴片15、第二贴片16、第三贴片17、第四贴片18间分别留有第一缝隙19、第二缝隙20、第三缝隙21和第四缝隙22。基于上述结构可知，上层天线的开槽是沿着辐射贴片的对角线方向的，同轴馈电端的位置位于中间槽列与第三矩形槽13之间，辐射贴片四周两对彼此相对的贴片结构尺寸是一致的，两对贴片的长边两侧都有等宽的缝隙与中间的辐射贴片相隔，槽列可以有效地切割与之排列方向相垂直的表面电流，贴片上的电流集中分布在各开槽的周围。此外，可以通过对两对贴片的结构尺寸进行调节，改变所引入的电容电感值，使得天线的两个谐振频率进行有效地靠近，在展宽轴比波束的同时，不增大天线尺寸。
在一些具体的实施例中，下层同轴馈电端7和上层同轴馈电端6均分布在第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间的空气间隙内，下层同轴馈电端7和上层同轴馈电端6结构尺寸结构是一致的。基于上述结构可知，同轴馈电端的位置错开，避免了两者距离过近所产生的耦合干扰。值得一提的是，激励源的位置要尽可能设置在天线辐射片3的中间线上，这样更容易得到圆极化波。
在一些具体的实施例中，所述的螺丝过孔2是为了保证两个天线的相对距离，提高两个天线的隔离度，同时考虑到了激励端的焊接问题，在此条件下，尽可能减小天线尺寸。两个天线的系统地板5之间设有厚度5mm的空气腔，一方面是考虑到馈电端焊接的需要，另一方面是为了减小两个天线的后瓣对彼此天线前瓣的干扰，提高天线接收信号的灵敏度。
在一些具体的实施例中，位于同一位置的第一圆极化微带天线金属贴片与第二圆极化微带天线金属贴片和缝隙的尺寸不同。所述的第五矩形槽9、第一矩形槽10、第二矩形槽11、第六矩形槽12、第三矩形槽13、第四矩形槽14是沿着辐射贴片的对角线方向排列的，并且第一圆极化微带天线的矩形槽列与第二圆极化微带天线的矩形槽列呈正交排列，一方面是为了满足天线的对称性，另一方面是为了减小两个天线之间产生的耦合干扰，改善天线的圆极化性能。开槽的方向与水平方向呈45deg，是为了产生更理想的电流分布，得到两个正交简并模，满足圆极化的辐射机理。
在一些具体的实施例中，所述的第一圆极化微带天线的辐射贴片与第二圆极化微带天线的辐射贴片相应的槽是等大的，所述的第五矩形槽9和第六矩形槽12的尺寸一致，第一矩形槽10和第二矩形槽11的尺寸一致，第三矩形槽13和第四矩形槽14的尺寸一致。矩形槽列整体结构中心对称，可以对槽的尺寸的调节，或改变两侧矩形槽与中间矩形槽的距离，改变辐射贴片上的电流分布，调节天线的谐振频率，得到较理想的谐振模式，更好地实现圆极化。
在一些具体的实施例中，所述的第一贴片15、第二贴片16、第三贴片17、第四贴片18长边的中线均有过孔8，所述的过孔8的孔径小于同轴馈电端的孔径。过孔的大小会直接影响寄生电感值，可以通过对过孔孔径以及过孔距辐射贴片中心的距离，对天线的轴比波束及谐振频率进行微调，优化圆极化的性能。此外，过孔的位置位于各贴片长边的中线上，使得天线的整体结构更加对称，进而优化天线的3-dB轴比波束对称性。
在一些具体的实施例中，所述的第一贴片15和第三贴片17尺寸一致，第二贴片16和第四贴片18尺寸一致，第一缝隙19和第三缝隙21尺寸一致，第二缝隙20和第四缝隙22尺寸一致。可以通过对缝隙带来的寄生电容和过孔带来的寄生电感的调节，优化天线的轴比波束，改善天线的性能。
在一些具体的实施例中，所述的介质基板1采用的是聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔板即F4B材料，结构尺寸是49mm*49mm，厚度为1.575mm。
在一些具体的实施例中，图4是本发明提出的智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线仿真得到的S11参数结果图，其-10dB阻抗带宽覆盖2.36GHz到2.47GHz频段，设计的工作频点2.4GHz在WIFI频段内，且2.38GHz到2.45GHz频段S参数都小于-15dB,说明此频段的天线匹配较好。此外，门锁天线传输的信号是非常少的，所提供的频带完全满足需求。
在一些具体的实施例中，图5是利用仿真软件模拟出智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线分别在
Figure BDA0003627331080000081
和
Figure BDA0003627331080000082
时的轴比波束宽度。当
Figure BDA0003627331080000083
时，3dB轴比波束宽度大于180deg，当
Figure BDA0003627331080000084
时，3dB轴比波束宽度也大于180deg，由于上层天线与下层天线是完全对称的，相应的轴比宽度也是一样的。说明本发明提出的圆极化天线在2.4GHz下，可以实现上下平面全空间的信号接收。
在一些具体的实施例中，图6是利用仿真软件模拟出智能门锁的背靠背宽角圆极化微带天线分别在
Figure BDA0003627331080000085
和
Figure BDA0003627331080000086
时的方向图。其最大辐射方向的前后比可以达到7.9dB，单侧平面的前后比可以实现170度以上的6dB增益覆盖，左右两侧较小角度范围内，前向增益也都比后向大，可以实现比较远的信号接收距离和极佳的无线信号识别。
以上所述实施例，介绍的十分详细，但不能因此理解为对本申请专利范围的限制。应当指出，对于本领域上的技术人员来说，在不脱离本发明的发明原理的基础上，可以对部分技术进行修改和改进，所进行的任何修改和改进都应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于包括背靠背设置的第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线，且第二圆极化微带天线为所述第一圆极化微带天线旋转90°后结构；所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间留有一定厚度的空气间隙；
所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线为相同结构，均包括：
介质基板(1)；
天线辐射片，其位于介质基板(1)的上表面；
系统地板(5)，其位于介质基板(1)的下表面；
同轴馈电端口；
其中，所述天线辐射片为方形，其四边的中心位置均开有一缺口，所述缺口位置分别设置一金属贴片；所述金属贴片上设有一过孔，所述过孔实现所述金属贴片与系统地板(5)连接；所述金属贴片与天线辐射片间留有缝隙；
所述天线辐射片开有矩形槽列；所述矩形槽列包括互不接触的第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)、第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)；所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)的中心线位于同一直线，且所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)关于所述天线辐射片中心呈中心对称设置；所述第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)关于所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线轴对称设置；所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线与所述天线辐射片的对角线重合；所述第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)与所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线平行设置。
2.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于所述矩形槽列还包括互不接触的第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)，所述第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)位于所述第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)所在直线的两端。
3.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于位于所述天线辐射片对面的两金属贴片的过孔距离天线辐射片中心的距离相同；但相邻金属贴片的过孔距离辐射贴片中心的距离不相同。
4.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于位于所述天线辐射片对面的两金属贴片与所述天线辐射片的缝隙等宽，且位于所述天线辐射片对面的两金属贴片尺寸大小相同。
5.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于所述的天线辐射片为中心对称结构，第一矩形槽(10)和第二矩形槽(11)的尺寸一致，第三矩形槽(13)和第四矩形槽(14)的尺寸一致，第五矩形槽(9)和第六矩形槽(12)的尺寸一致。
6.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于第一矩形槽(10)、第二矩形槽(11)、第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)、第五矩形槽(9)、第六矩形槽(12)的槽宽均小于0.01个工作波长。
7.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线间通过螺丝过孔(2)固定。
8.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线的两个天线辐射片位于背靠背宽角圆极化微带天线的最外侧面。
9.如权利要求1所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线，其特征在于：
所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线中天线辐射片上矩形槽列实现切断了原先的表面电流路径，增大了天线辐射片表面电流的“流动路径”，在天线等效电路中引入级联电感；所述矩形槽列沿着所述天线辐射片的对角线设置，根据磁流的对偶原理，控制所述天线辐射片表面电流以激励相位差为90°的极化简并模，实现圆极化辐射；矩形槽列等效为多对磁偶极子，使得所述天线辐射片上的电流主要集中在矩形槽列周围，伴随着级联电感的引入，降低谐振频率，实现天线尺寸小型化；第三矩形槽(13)、第四矩形槽(14)，实现降低所述天线辐射片对角线上第一矩形槽(10)和第二矩形槽(11)与同轴馈电端口不完全对称引入的耦合极化，保证Eθ与
Figure FDA0003627331070000021
在θ方向上更加接近，实现更宽的3-dB波束宽度；
所述天线辐射片四周设有两对金属贴片对，两对金属贴片对与天线辐射片的缝隙等效为寄生电容，两对金属贴片对上的过孔等效为寄生电感，构成LC谐振电路，对天线的谐振频率进行调节，可降低谐振频率，实现天线结构的小型化；
所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线中上下两层天线辐射片正交排列，所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线中各矩形槽等效的磁流，相应的电场与磁场是彼此正交的，有效减小各矩形槽之间极化交叉耦合带来的干扰；另外，所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线中系统地板(5)是相对的，间隔一定的距离，用螺丝过孔(2)对天线的整体结构进行固定，这样可以很大程度地提高两个天线的隔离度，使两个天线之间的耦合干扰降到最小；所述第一圆极化微带天线和第二圆极化微带天线中的最大辐射方向在同一轴向，但方向相反，第一圆极化微带天线负责上半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，第二圆极化微带天线负责下半空间180度以上的全空域圆极化覆盖，实现全空间的信号覆盖。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种背靠背宽角圆极化微带天线在智能门锁上的应用。
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