CN115966894B - 一种超宽带双圆极化天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种超宽带双圆极化天线，包括超表面、交叉偶极子辐射体、馈电网络、反射板、第一同轴电缆和第二同轴电缆；所述超表面印刷在第一介质板的上表面，所述交叉偶极子辐射体印刷在第二介质板上，所述馈电网络印刷在第三介质板和第四介质板上，所述反射板印刷在第五介质板的下表面；第二介质板上的交叉偶极子辐射体与第三介质板和第四介质板上的馈电网络电性连接；所述第一同轴电缆和第二同轴电缆通过馈电网络向交叉偶极子辐射体馈电。本发明通过周期性的超表面改善高频部分的辐射性能，增加天线带宽；同时，使用一个90º宽带耦合器和两条平行双线组成的馈电网络进行馈电，结构简洁紧凑，且能很好地实现双圆极化。

Description

一种超宽带双圆极化天线

技术领域

本发明涉及通讯天线领域，具体涉及一种超宽带双圆极化天线。

背景技术

随着通信、卫星、雷达等领域的发展，天线在通讯领域中得到了越来越广泛的应用。超宽带圆极化天线因其在缓解极化失配、减少多径效应、支持高速数据传输等方面的优势，在无线通信领域中受到了大量关注。偶极子天线则因具有结构简单、体积小、辐射效率高等优点，常被用于实现圆极化。

现有的许多超宽带圆极化天线，虽然已经拥有良好的性能，但它们大多数都无法实现双圆极化，而双圆极化可以有效增加信道容量，对提高通信质量具有显著效果。因此，设计能同时实现超宽带与双圆极化的天线已成为目前重要的研究方向。

公开号为CN114696098A的中国发明专利提出了一种平面超宽带天线，其能够增加平面超宽带天线的带宽，但无法实现圆极化。公开号为CN113506980A的中国发明专利提出了一种超宽带圆极化天线，其实现了小型化的超宽带圆极化天线，但是无法同时实现双圆极化。公开号为CN113328255A的中国发明专利提出了一种低剖面双端口高隔离的双圆极化天线阵列，其实现了双端口同向圆极化，但是该天线阵列的带宽较窄，使用场景较为有限。

综上，现有技术中还没有能够同时实现超宽带与双圆极化的天线，有待进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中的缺陷，提供一种超宽带双圆极化天线，在一个天线单元中同时实现超宽带与双圆极化特性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超宽带双圆极化天线，包括超表面、交叉偶极子辐射体、馈电网络、反射板、第一同轴电缆和第二同轴电缆；

所述超表面印刷在第一介质板的上表面，所述交叉偶极子辐射体印刷在第二介质板上，所述馈电网络印刷在第三介质板和第四介质板上，所述反射板印刷在第五介质板的下表面；所述第一介质板、第二介质板和第五介质板水平设置，第三介质板和第四介质板竖直设置；第一介质板设置于第二介质板上方，第二介质板连接于第三介质板的上端，第五介质板连接于第三介质板的下端；第二介质板上的交叉偶极子辐射体与第三介质板和第四介质板上的馈电网络电性连接；所述第一同轴电缆和第二同轴电缆通过馈电网络向交叉偶极子辐射体馈电；

所述超表面包括若干呈周期性阵列排列的正方形金属贴片；

所述馈电网络包括耦合器、金属地板、第一平行双线和第二平行双线；所述金属地板印刷在第三介质板的正面下半部，金属地板的中部具有矩形镂空窗口；所述第四介质板设置于第三介质板的正面前方，第四介质板的反面与第三介质板的正面相对且覆盖于第三介质板的正面下半部；

所述耦合器包括第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片，第一矩形金属贴片印刷在第三介质板的反面下半部，第二矩形金属贴片印刷在第四介质板的正面；第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片在第三介质板上的投影完全重叠，且落在金属地板中部的矩形镂空窗口内；第一矩形金属贴片在水平方向上的两端分别为耦合器的第二输入端和第二输出端，第二矩形金属贴片在水平方向上的两端分别为耦合器的第一输入端和第一输出端，其中，耦合器的第一输入端和第二输出端位于水平方向上的同一端，耦合器的第二输入端和第一输出端位于水平方向上的同一端；

所述第一平行双线和第二平行双线印刷在第三介质板的上半部，第一平行双线和第二平行双线分别位于第三介质板水平方向上的左右半边且互相对称设置；第一平行双线的下端与金属地板和耦合器的第二输出端电性连接，第二平行双线的下端与金属地板和耦合器的第一输出端电性连接，第一平行双线和第二平行双线的上端与交叉偶极子辐射体电性连接；

所述第一同轴电缆和第二同轴电缆连接于第三介质板的下端，第一同轴电缆和第二同轴电缆的外导体与金属地板焊接固定，第一同轴电缆和第二同轴电缆的内导体分别与耦合器的第一输入端和第二输入端电性连接；

所述第三介质板的反面和第四介质板的正面印刷有若干条馈电线，用于将耦合器的第一输入端和第二输入端分别连接至第一同轴电缆和第二同轴电缆的内导体，以及用于将耦合器的第一输出端和第二输出端分别连接至第二平行双线和第一平行双线的下端；位于第三介质板反面的馈电线和位于第四介质板正面的馈电线之间通过贯穿第三介质板和第四介质板的金属针连接。

进一步地，所述第一介质板通过支撑柱悬空设置于第二介质板的上方。

进一步地，所述耦合器为具有90度移相特性的等功率分配耦合器；所述第一平行双线和第二平行双线均为四分之一波长传输线，用于产生90度的相位延迟。

进一步地，所述第一平行双线包括分别印刷于第三介质板正面的第一传输线和印刷于第三介质板反面的第二传输线；第一传输线和第二传输线在第三介质板上的投影完全重叠；第一传输线的下端与金属地板连接，第二传输线的下端通过馈电线与耦合器的第二输出端连接；

所述第二平行双线包括分别印刷于第三介质板正面的第三传输线和印刷于第三介质板反面的第四传输线；第三传输线和第四传输线在第三介质板上的投影完全重叠；第三传输线的下端与金属地板连接，第四传输线的下端通过馈电线与耦合器的第一输出端连接。

进一步地，所述交叉偶极子辐射体包括印刷在第二介质板上表面的第一辐射臂和第二辐射臂，以及印刷在第二介质板下表面的第三辐射臂和第四辐射臂；所述第一辐射臂、第二辐射臂、第三辐射臂和第四辐射臂在第二介质板上沿顺时针方向依次设置，其中，第一辐射臂和第二辐射臂位于水平方向上靠近第二平行双线的半边，第三辐射臂和第四辐射臂位于水平方向上靠近第一平行双线的半边；

第二介质板上设有第一金属过孔和第二金属过孔，第一金属过孔与第一辐射臂连接，第二金属过孔与第二辐射臂连接；

所述交叉偶极子辐射体由第一平行双线和第二平行双线差分馈电；第一平行双线中的第一传输线上端与第三辐射臂电性连接，第二传输线上端通过第一金属过孔与第一辐射臂电性连接；第二平行双线中的第三传输线上端通过第二金属过孔与第二辐射臂电性连接，第四传输线上端与第四辐射臂电性连接。

进一步地，所述第三介质板的下端设有向下凸出的若干个插接板，所述第五介质板上设有与插接板相匹配的若干个插接槽，第三介质板通过插接板插接于插接槽内，连接于第五介质板上方；

第三介质板下端的其中2个插接板分为位于耦合器的两端下方，所述2个插接板上分别设置有第一馈电孔和第二馈电孔；所述第一同轴电缆连接于第一馈电孔处，第二同轴电缆连接于第二馈电孔处；所述第一同轴电缆的外导体在第一馈电孔处与金属地板焊接，第一同轴电缆的内导体穿过第一馈电孔后通过馈电线连接至耦合器的第一输入端；所述第二同轴电缆的外导体在第二馈电孔处与金属地板焊接，第二同轴电缆的内导体穿过第二馈电孔后通过馈电线连接至耦合器的第二输入端。

进一步地，所述若干条馈电线包括印刷在第三介质板反面的第一馈电线、第二馈电线、第三馈电线和第四馈电线，以及印刷在第四介质板正面的第五馈电线和第六馈电线；所述金属针包括第一金属针和第二金属针；

所述第一金属针和第二金属针垂直贯穿第三介质板和第四介质板，第一金属针设置于耦合器的第一输入端和第二输出端附近，第二金属针设置于耦合器的第二输入端和第一输出端附近；

第一同轴电缆的内导体与第一金属针通过第一馈电线电性连接，第一金属针与耦合器的第一输入端通过第五馈电线电性连接，第一馈电线和第五馈电线通过第一金属针电性连接；耦合器的第一输出端与第二金属针通过第六馈电线电性连接，第二金属针与第四传输线的下端通过第四馈电线电性连接，第六馈电线和第四馈电线通过第二金属针电性连接；第二同轴电缆的内导体与耦合器的第二输入端通过第二馈电线电性连接，耦合器的第二输出端与第二传输线的下端通过第三馈电线电性连接。

进一步地，当第一同轴电缆馈电时，信号从耦合器的第一输入端输入，第一输出端与第二输出端的分配功率相等，为输入信号功率的一半，第一输出端的相位相对于第二输出端的相位延迟90度，经第一平行双线和第二平行双线为交叉偶极子辐射体馈电，实现右旋圆极化；

当第二同轴电缆馈电时，信号从耦合器的第二输入端输入，第一输出端与第二输出端的分配功率相等，为输入信号功率的一半，第二输出端的相位相对于第一输出端的相位延迟90度，经第一平行双线和第二平行双线为交叉偶极子辐射体馈电，实现左旋圆极化。

进一步地，所述第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片在竖直方向上的宽度小于金属地板中部的矩形镂空窗口的宽度。

进一步地，所述第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片的长度为天线的四分之一波长。

本发明提供的一种超宽带双圆极化天线，采用两个六边形的交叉排列偶极子来实现宽带，其阻抗和轴比带宽都覆盖了1.3-4.7 GHz，即带宽重叠达到112.7%。本发明通过周期性的超表面改善高频部分的辐射性能，增加天线带宽；同时，使用一个90º宽带耦合器和两条平行双线组成的馈电网络进行馈电，结构简洁紧凑，且能很好地实现双圆极化。通过以上结构，本发明使天线同时具备了超宽带与双圆极化特性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种超宽带双圆极化天线的整体结构图。

图2是本发明实施例提供的一种超宽带双圆极化天线的爆炸图。

图3是本发明实施例中的超表面的结构示意图。

图4是本发明实施例中设置超表面和去除超表面时的轴比对比图。

图5是本发明实施例中的馈电网络的正面结构爆炸图。

图6是本发明实施例中的馈电网络的反面结构爆炸图。

图7是本发明实施例中的馈电网络在第三介质板上的投影视图。

图8是本发明实施例中的交叉偶极子辐射体在第二介质板上的投影视图。

图9是本发明实施例的天线仿真S参数图。

图10是本发明实施例在中心频率下仿真得到的辐射方向图。

图11是本发明实施例的天线仿真增益及HBPW图。

图12是本发明实施例的天线仿真轴比曲线图。

实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种超宽带双圆极化天线，包括超表面2、交叉偶极子辐射体3、馈电网络4、反射板、第一同轴电缆51和第二同轴电缆52。

所述超表面2印刷在第一介质板11的上表面，所述交叉偶极子辐射体3印刷在第二介质板12上，所述馈电网络4印刷在第三介质板13和第四介质板14上，所述反射板印刷在第五介质板15的下表面。其中，所述第一介质板11、第二介质板12和第五介质板15水平设置，第三介质板13和第四介质板14竖直设置；第一介质板11设置于第二介质板12上方，第二介质板12连接于第三介质板13的上端，第五介质板15连接于第三介质板13的下端；第二介质板12上的交叉偶极子辐射体3与第三介质板13和第四介质板14上的馈电网络4电性连接；所述第一同轴电缆51和第二同轴电缆52通过馈电网络4向交叉偶极子辐射体3馈电。

在本实施例中，所述第一介质板11通过支撑柱6悬空设置于第二介质板12的上方。具体地，本实施例中设有四根支撑柱6，支撑柱6的下端固定连接于第五介质板15上，支撑柱6的上端依次穿过第二介质板12和第一介质板11并连接固定。

如图3所示，所述超表面2包括若干呈周期性阵列排列的正方形金属贴片。在本实施例中，所述超表面2包括均匀排列成6行6列的共计36个正方形金属贴片。超表面2能有效增加天线的轴比带宽，优化阻抗匹配，同时还能使高频部分的辐射性能更加稳定。

图4为本发明实施例中设置超表面2和去除超表面2时的轴比对比图，从图中可以看出，增加超表面2后，天线的轴比明显改善。

如图5至图7所示，所述馈电网络4包括耦合器42、金属地板41、第一平行双线43和第二平行双线44；所述金属地板41印刷在第三介质板13的正面下半部，金属地板41的中部具有矩形镂空窗口410；所述第四介质板14设置于第三介质板13的正面前方，第四介质板14的反面与第三介质板13的正面相对且覆盖于第三介质板13的正面下半部；

所述耦合器42包括第一矩形金属贴片421和第二矩形金属贴片422，第一矩形金属贴片421印刷在第三介质板13的反面下半部，第二矩形金属贴片422印刷在第四介质板14的正面；第一矩形金属贴片421和第二矩形金属贴片422在第三介质板13上的投影完全重叠，且落在金属地板41中部的矩形镂空窗口410内；第一矩形金属贴片421在水平方向上的两端分别为耦合器42的第二输入端421a和第二输出端421b，第二矩形金属贴片422在水平方向上的两端分别为耦合器42的第一输入端422a和第一输出端422b，其中，耦合器42的第一输入端422a和第二输出端421b位于水平方向上的同一端，耦合器42的第二输入端421a和第一输出端422b位于水平方向上的同一端。

所述第一平行双线43和第二平行双线44印刷在第三介质板13的上半部，第一平行双线43和第二平行双线44分别位于第三介质板13水平方向上的左右半边且互相对称设置；第一平行双线43的下端与金属地板41和耦合器42的第二输出端421b电性连接，第二平行双线44的下端与金属地板41和耦合器42的第一输出端422b电性连接，第一平行双线43和第二平行双线44的上端与交叉偶极子辐射体3电性连接；

所述第一同轴电缆51和第二同轴电缆52连接于第三介质板13的下端，第一同轴电缆51和第二同轴电缆52的外导体与金属地板41焊接固定，第一同轴电缆51和第二同轴电缆52的内导体分别与耦合器42的第一输入端422a和第二输入端421a电性连接；

所述第三介质板13的反面和第四介质板14的正面印刷有若干条馈电线，用于将耦合器42的第一输入端422a和第二输入端421a分别连接至第一同轴电缆51和第二同轴电缆52的内导体，以及用于将耦合器42的第一输出端422b和第二输出端421b分别连接至第二平行双线和第一平行双线的下端；位于第三介质板13反面的馈电线和位于第四介质板14正面的馈电线之间通过贯穿第三介质板13和第四介质板14的金属针连接。

进一步地，所述第一平行双线43包括分别印刷于第三介质板13正面的第一传输线431和印刷于第三介质板13反面的第二传输线432；第一传输线431和第二传输线432在第三介质板13上的投影完全重叠；第一传输线431的下端与金属地板41连接，第二传输线432的下端通过馈电线与耦合器42的第二输出端421b连接；

所述第二平行双线44包括分别印刷于第三介质板13正面的第三传输线441和印刷于第三介质板13反面的第四传输线442；第三传输线441和第四传输线442在第三介质板13上的投影完全重叠；第三传输线441的下端与金属地板41连接，第四传输线442的下端通过馈电线与耦合器42的第一输出端422b连接。

如图8所示，所述交叉偶极子辐射体3包括印刷在第二介质板12上表面的第一辐射臂31和第二辐射臂32，以及印刷在第二介质板12下表面的第三辐射臂33和第四辐射臂34；所述第一辐射臂31、第二辐射臂32、第三辐射臂33和第四辐射臂34在第二介质板12上沿顺时针方向依次设置，其中，第一辐射臂31和第二辐射臂32位于水平方向上靠近第二平行双线44的半边，第三辐射臂33和第四辐射臂34位于水平方向上靠近第一平行双线43的半边。需要说明的是，图8是交叉偶极子辐射体3的俯视图，图中将第二介质板12下表面的第三辐射臂33和第四辐射臂34采用虚线进行绘制，将第二介质板12上表面的第一辐射臂31和第二辐射臂32采用实线进行绘制，以便于整体展示交叉偶极子辐射体3的结构。

第二介质板12上设有第一金属过孔301和第二金属过孔302，第一金属过孔301与第一辐射臂31连接，第二金属过孔302与第二辐射臂32连接；

所述交叉偶极子辐射体3由第一平行双线43和第二平行双线44差分馈电。具体地，第一平行双线43中的第一传输线431上端与第三辐射臂33电性连接，第二传输线432上端通过第一金属过孔301与第一辐射臂31电性连接；第二平行双线44中的第三传输线441上端通过第二金属过孔302与第二辐射臂32电性连接，第四传输线442上端与第四辐射臂34电性连接。

本实施例中的第一辐射臂31、第二辐射臂32、第三辐射臂33和第四辐射臂34均为六边形，六边形的辐射臂具有更多的参数自由度，与本发明中的其他结构搭配使用更加容易匹配和降低轴比。

进一步地，结合图2以及图5至图7所示，所述第三介质板13的下端设有向下凸出的若干个插接板，所述第五介质板15上设有与插接板相匹配的若干个插接槽，第三介质板13通过插接板插接于插接槽内，连接于第五介质板15上方。

第三介质板13下端的其中2个插接板分为位于耦合器42的两端下方，所述2个插接板上分别设置有第一馈电孔和第二馈电孔；所述第一同轴电缆51连接于第一馈电孔处，第二同轴电缆52连接于第二馈电孔处；所述第一同轴电缆51的外导体在第一馈电孔处与金属地板41焊接，第一同轴电缆51的内导体穿过第一馈电孔后通过馈电线连接至耦合器42的第一输入端422a；所述第二同轴电缆52的外导体在第二馈电孔处与金属地板41焊接，第二同轴电缆52的内导体穿过第二馈电孔后通过馈电线连接至耦合器42的第二输入端421a。

结合图5至图7所示，所述若干条馈电线包括印刷在第三介质板13反面的第一馈电线71、第二馈电线72、第三馈电线73和第四馈电线74，以及印刷在第四介质板14正面的第五馈电线75和第六馈电线76；所述金属针包括第一金属针81和第二金属针82；

所述第一金属针81和第二金属针82垂直贯穿第三介质板13和第四介质板14，第一金属针81设置于耦合器42的第一输入端422a和第二输出端421b附近，第二金属针82设置于耦合器42的第二输入端421a和第一输出端422b附近；

第一同轴电缆51的内导体与第一金属针81通过第一馈电线71电性连接，第一金属针81与耦合器42的第一输入端422a通过第五馈电线75电性连接，第一馈电线71和第五馈电线75通过第一金属针81电性连接；耦合器42的第一输出端422b与第二金属针82通过第六馈电线76电性连接，第二金属针82与第四传输线442的下端通过第四馈电线74电性连接，第六馈电线76和第四馈电线74通过第二金属针82电性连接；第二同轴电缆52的内导体与耦合器42的第二输入端421a通过第二馈电线72电性连接，耦合器42的第二输出端421b与第二传输线432的下端通过第三馈电线73电性连接。

需要说明的是，图7为本发明实施例中的馈电网络4在第三介质板13上的投影视图。在图7中，为了便于整体展示和区分，位于第三介质板13反面的第一馈电线71、第二馈电线72、第三馈电线73和第四馈电线74均采用虚线绘制，而第一矩形金属贴片421和第二矩形金属贴片422由于投影完全重合而未做区分。如图所示，在本实施例中，所述第一矩形金属贴片421和第二矩形金属贴片422在竖直方向上的宽度小于金属地板41中部的矩形镂空窗口410的宽度；所述第一矩形金属贴片421和第二矩形金属贴片422在水平方向上的长度等于金属地板41中部的矩形镂空窗口410的长度。并且，所述第一矩形金属贴片421和第二矩形金属贴片422的长度为天线的四分之一波长。

在本发明中，所述耦合器42为具有90度移相特性的等功率分配耦合器；所述第一平行双线43和第二平行双线44均为四分之一波长传输线，用于产生90度的相位延迟。当第一同轴电缆51（端口1）馈电时，信号从耦合器42的第一输入端422a输入，第一输出端422b与第二输出端421b的分配功率相等，为输入信号功率的一半，第一输出端422b的相位相对于第二输出端421b的相位延迟90度，经第一平行双线43和第二平行双线44为交叉偶极子辐射体馈电，实现右旋圆极化。当第二同轴电缆52（端口2）馈电时，信号从耦合器42的第二输入端421a输入，第一输出端422b与第二输出端421b的分配功率相等，为输入信号功率的一半，第二输出端421b的相位相对于第一输出端422b的相位延迟90度，经第一平行双线43和第二平行双线44为交叉偶极子辐射体馈电，实现左旋圆极化。

请参照图9，为本发明实施例的天线仿真S参数图。从图中可以看出，在本实施例中，天线反射系数小于-10 dB的频段可以覆盖1.25-4.7 GHz。

请参照图 10，为本发明实施例在中心频率下仿真得到的辐射方向图。其中，位于上方的图10中的（a）为第一同轴电缆（端口1）馈电时的辐射方向图，位于下方的图10中的（b）为第二同轴电缆（端口2）馈电时的辐射方向图。结果表明，本实施例的天线具有良好的辐射特性。

请参考图11，为本发明实施例的天线仿真增益及HBPW图。从图中可以看出，几乎在整个工作频段上，本实施例的天线的增益约为8 dB，HPBW值约为70°。

请参考图 12，为本发明实施例的天线仿真轴比曲线图。从图上可以看出，两个端口在1.3-4.7 GHz范围内的轴比都小于3 dB，意味着本实施例的天线实现了超宽轴比带宽。

本发明提供的一种超宽带双圆极化天线，采用两个六边形的交叉排列偶极子来实现宽带，其阻抗和轴比带宽都覆盖了1.3-4.7 GHz，即带宽重叠达到112.7%。本发明通过周期性的超表面改善高频部分的辐射性能，增加天线带宽；同时，使用一个90º宽带耦合器和两条平行双线组成的馈电网络进行馈电，结构简洁紧凑，且能很好地实现双圆极化。通过以上结构，本发明使天线同时具备了超宽带与双圆极化特性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超宽带双圆极化天线，其特征在于，包括超表面、交叉偶极子辐射体、馈电网络、反射板、第一同轴电缆和第二同轴电缆；

所述超表面印刷在第一介质板的上表面，所述交叉偶极子辐射体印刷在第二介质板上，所述馈电网络印刷在第三介质板和第四介质板上，所述反射板印刷在第五介质板的下表面；所述第一介质板、第二介质板和第五介质板水平设置，第三介质板和第四介质板竖直设置；第一介质板设置于第二介质板上方，第二介质板连接于第三介质板的上端，第五介质板连接于第三介质板的下端；第二介质板上的交叉偶极子辐射体与第三介质板和第四介质板上的馈电网络电性连接；所述第一同轴电缆和第二同轴电缆通过馈电网络向交叉偶极子辐射体馈电；

所述超表面包括若干呈周期性阵列排列的正方形金属贴片；

所述馈电网络包括耦合器、金属地板、第一平行双线和第二平行双线；所述金属地板印刷在第三介质板的正面下半部，金属地板的中部具有矩形镂空窗口；所述第四介质板设置于第三介质板的正面前方，第四介质板的反面与第三介质板的正面相对且覆盖于第三介质板的正面下半部；

所述耦合器包括第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片，第一矩形金属贴片印刷在第三介质板的反面下半部，第二矩形金属贴片印刷在第四介质板的正面；第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片在第三介质板上的投影完全重叠，且落在金属地板中部的矩形镂空窗口内；第一矩形金属贴片在水平方向上的两端分别为耦合器的第二输入端和第二输出端，第二矩形金属贴片在水平方向上的两端分别为耦合器的第一输入端和第一输出端，其中，耦合器的第一输入端和第二输出端位于水平方向上的同一端，耦合器的第二输入端和第一输出端位于水平方向上的同一端；

所述第一平行双线和第二平行双线印刷在第三介质板的上半部，第一平行双线和第二平行双线分别位于第三介质板水平方向上的左右半边且互相对称设置；第一平行双线的下端与金属地板和耦合器的第二输出端电性连接，第二平行双线的下端与金属地板和耦合器的第一输出端电性连接，第一平行双线和第二平行双线的上端与交叉偶极子辐射体电性连接；

所述第一同轴电缆和第二同轴电缆连接于第三介质板的下端，第一同轴电缆和第二同轴电缆的外导体与金属地板焊接固定，第一同轴电缆和第二同轴电缆的内导体分别与耦合器的第一输入端和第二输入端电性连接；

所述第三介质板的反面和第四介质板的正面印刷有若干条馈电线，用于将耦合器的第一输入端和第二输入端分别连接至第一同轴电缆和第二同轴电缆的内导体，以及用于将耦合器的第一输出端和第二输出端分别连接至第二平行双线和第一平行双线的下端；位于第三介质板反面的馈电线和位于第四介质板正面的馈电线之间通过贯穿第三介质板和第四介质板的金属针连接。

2.根据权利要求1所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述第一介质板通过支撑柱悬空设置于第二介质板的上方。

3.根据权利要求1所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述耦合器为具有90度移相特性的等功率分配耦合器；所述第一平行双线和第二平行双线均为四分之一波长传输线，用于产生90度的相位延迟。

4.根据权利要求3所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述第一平行双线包括分别印刷于第三介质板正面的第一传输线和印刷于第三介质板反面的第二传输线；第一传输线和第二传输线在第三介质板上的投影完全重叠；第一传输线的下端与金属地板连接，第二传输线的下端通过馈电线与耦合器的第二输出端连接；

所述第二平行双线包括分别印刷于第三介质板正面的第三传输线和印刷于第三介质板反面的第四传输线；第三传输线和第四传输线在第三介质板上的投影完全重叠；第三传输线的下端与金属地板连接，第四传输线的下端通过馈电线与耦合器的第一输出端连接。

5.根据权利要求4所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述交叉偶极子辐射体包括印刷在第二介质板上表面的第一辐射臂和第二辐射臂，以及印刷在第二介质板下表面的第三辐射臂和第四辐射臂；所述第一辐射臂、第二辐射臂、第三辐射臂和第四辐射臂在第二介质板上沿顺时针方向依次设置，其中，第一辐射臂和第二辐射臂位于水平方向上靠近第二平行双线的半边，第三辐射臂和第四辐射臂位于水平方向上靠近第一平行双线的半边；

第二介质板上设有第一金属过孔和第二金属过孔，第一金属过孔与第一辐射臂连接，第二金属过孔与第二辐射臂连接；

所述交叉偶极子辐射体由第一平行双线和第二平行双线差分馈电；第一平行双线中的第一传输线上端与第三辐射臂电性连接，第二传输线上端通过第一金属过孔与第一辐射臂电性连接；第二平行双线中的第三传输线上端通过第二金属过孔与第二辐射臂电性连接，第四传输线上端与第四辐射臂电性连接。

6.根据权利要求4所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述第三介质板的下端设有向下凸出的若干个插接板，所述第五介质板上设有与插接板相匹配的若干个插接槽，第三介质板通过插接板插接于插接槽内，连接于第五介质板上方；

第三介质板下端的其中2个插接板分为位于耦合器的两端下方，所述2个插接板上分别设置有第一馈电孔和第二馈电孔；所述第一同轴电缆连接于第一馈电孔处，第二同轴电缆连接于第二馈电孔处；所述第一同轴电缆的外导体在第一馈电孔处与金属地板焊接，第一同轴电缆的内导体穿过第一馈电孔后通过馈电线连接至耦合器的第一输入端；所述第二同轴电缆的外导体在第二馈电孔处与金属地板焊接，第二同轴电缆的内导体穿过第二馈电孔后通过馈电线连接至耦合器的第二输入端。

7.根据权利要求6所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述若干条馈电线包括印刷在第三介质板反面的第一馈电线、第二馈电线、第三馈电线和第四馈电线，以及印刷在第四介质板正面的第五馈电线和第六馈电线；所述金属针包括第一金属针和第二金属针；

所述第一金属针和第二金属针垂直贯穿第三介质板和第四介质板，第一金属针设置于耦合器的第一输入端和第二输出端附近，第二金属针设置于耦合器的第二输入端和第一输出端附近；

第一同轴电缆的内导体与第一金属针通过第一馈电线电性连接，第一金属针与耦合器的第一输入端通过第五馈电线电性连接，第一馈电线和第五馈电线通过第一金属针电性连接；耦合器的第一输出端与第二金属针通过第六馈电线电性连接，第二金属针与第四传输线的下端通过第四馈电线电性连接，第六馈电线和第四馈电线通过第二金属针电性连接；第二同轴电缆的内导体与耦合器的第二输入端通过第二馈电线电性连接，耦合器的第二输出端与第二传输线的下端通过第三馈电线电性连接。

8.根据权利要求6所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，当第一同轴电缆馈电时，信号从耦合器的第一输入端输入，第一输出端与第二输出端的分配功率相等，为输入信号功率的一半，第一输出端的相位相对于第二输出端的相位延迟90度，经第一平行双线和第二平行双线为交叉偶极子辐射体馈电，实现右旋圆极化；

当第二同轴电缆馈电时，信号从耦合器的第二输入端输入，第一输出端与第二输出端的分配功率相等，为输入信号功率的一半，第二输出端的相位相对于第一输出端的相位延迟90度，经第一平行双线和第二平行双线为交叉偶极子辐射体馈电，实现左旋圆极化。

9.根据权利要求1所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片在竖直方向上的宽度小于金属地板中部的矩形镂空窗口的宽度。

10.根据权利要求9所述的超宽带双圆极化天线，其特征在于，所述第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片的长度为天线的四分之一波长。

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