CN209344313U - 基于耦合馈电的圆极化微带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及无线通信技术领域，涉及基于耦合馈电的圆极化微带天线，包括位于上侧的第一层介质板和位于下侧的第二层介质板，所述第一层介质板的上侧面和第二层介质板的下侧面分别铺设有反射板，位于第一层介质板的反射板上侧的四个侧边分别设置有L型寄生辐射贴片，位于四个L型寄生辐射贴片围成的区域内设置有切角辐射贴片，所述L型寄生辐射贴片的背面分别设置有穿过第二介质板的第一短路探针，所述切角辐射贴片的背面设置有第二短路探针和同轴馈线，所述第二短路探针的下端分别穿过第二层介质板，所述同轴馈线的下端穿出第二层介质板及反射板并设置有SMA接头。通过与四周L型寄生贴片的缝隙耦合和短路探针的辐射模式调整使得天线的带宽和辐射性能大幅提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及基于耦合馈电的圆极化微带天线。
背景技术
现有技术设计的GPS天线主要以微带天线为主，传统微带天线的设计采用矩形辐射贴片作为主要辐射体，采用同轴线直接馈电，给贴片切角或添加枝节的方式来达到阻抗匹配，辐射贴片的尺寸、形状不仅决定了工作的频点，而且还关系到天线整体的阻抗匹配，对天线的辐射效率和圆极化效果有很大影响，且带宽较小，通常需要通过切角和增加枝节的方式进行阻抗匹配，带宽往往受到限制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供基于耦合馈电的圆极化微带天线，通过与四周寄生贴片的缝隙耦合和短路探针的辐射模式调整使得天线的带宽和辐射性能大幅提升。
本实用新型的技术方案在于：基于耦合馈电的圆极化微带天线，包括位于上侧的第一层介质板和位于下侧的第二层介质板，所述第一层介质板的上侧面和第二层介质板的下侧面分别铺设有反射板，位于第一层介质板的反射板上侧的四个侧边分别设置有L型寄生辐射贴片，位于四个L型寄生辐射贴片围成的区域内设置有切角辐射贴片，所述L型寄生辐射贴片的背面分别设置有穿过第二层介质板的第一短路探针，所述切角辐射贴片的背面设置有第二短路探针和同轴馈线，所述第二短路探针的下端分别穿过第二层介质板，所述同轴馈线的下端穿出第二层介质板及反射板并设置有SMA接头。
进一步地，所述L型寄生辐射贴片两侧边的线长分别为50mm和20mm，且线长的宽度均为12mm，所述L型寄生辐射贴片与切角辐射贴片的耦合缝隙为1mm。
进一步地，所述切角辐射贴片的边长为58mm，切角边长为27mm，切角辐射贴片的中部沿长度方向设置有4mm×20mm的开槽。
进一步地，所述切角辐射贴片上的第二短路探针与同轴馈线之间的距离为18mm，第二短路探针和同轴馈线接至各自的耦合辐射面且尺寸分别是半径为2mm和2.8mm的圆。
进一步地，所述第一、第二短路探针与第一层介质板及第二层介质板的耦合辐射面分别为半径1mm的圆。
进一步地，所述第一层介质板和第二层介质板的介电常数为2.55，正切损耗为0.002，板厚为1mm。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：
1. 耦合馈电加短路探针协调辐射模式，与传统的同轴线直接馈电相比，更有利于调整天线的阻抗匹配，能量通过缝隙耦合到上辐射体，使得带宽范围进一步扩展；
2. L型寄生辐射贴片，与单独的微带切角贴片相比，天线的圆极化效果的到进一步优化，缝隙产生的耦合电容能够补偿馈线的电感，从而达到更好的谐振效果，提高了天线的辐射效率和增益，有利于产生良好的圆极化效果；
3. 短路探针与不加探针的寄生贴片相比，协调辐射模式更利于调整阻抗匹配，使天线的轴比得到优化，轴比参数更好。
附图说明
图1为本实用新型的增益天线的正视图；
图2为本实用新型的第一层介质板的俯视示意图；
图3为本实用新型的第二层介质板的俯视示意图；
图4为本实用新型的反射系数仿真结果图；
图5为本实用新型的轴比仿真结果图；
图6为本实用新型的XOZ面方向图；
图7为本实用新型的3D方向图；
图中：1-第一层介质板，2-第二层介质板，3-反射板，4-第一短路探针和耦合辐射面圆，5-第二短路探针和耦合辐射面圆，6-同轴馈线和耦合辐射面圆，7-切角辐射贴片，8-L型寄生辐射贴片，9-SMA接头，10-开槽，11-第一短路探针、12-第二短路探针，13-同轴馈线。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
参考图1至图7
一种基于耦合馈电的圆极化微带天线，包括位于上侧的第一层介质板1和位于下侧的第二层介质板2，所述第一层介质板的上侧面和第二层介质板的下侧面分别铺设有反射板3，位于第一层介质板的反射板上侧的四个侧边分别设置有L型寄生辐射贴片8，位于四个L型寄生辐射贴片围成的区域内设置有切角辐射贴片7，所述L型寄生辐射贴片的背面分别设置有穿过第二层介质板的第一短路探针11，所述切角辐射贴片的背面设置有第二短路探针12和同轴馈线13，所述第二短路探针的下端分别穿过第二层介质板，所述同轴馈线的下端穿出第二层介质板及反射板并设置有SMA接头9。
本实施例中，所述第一层介质板和第二层介质板的介电常数为2.55，正切损耗为0.002，板厚为1mm，空气层高度为14mm，总体尺寸为130mm*130mm*16mm。
本实施例中，所述L型寄生辐射贴片两侧边的线长分别为50mm和20mm，且线长的宽度均为12mm，所述L型寄生辐射贴片与切角辐射贴片的耦合缝隙为1mm。
本实施例中，所述切角辐射贴片长方形切去四个边角后形成，且边长为58mm，切角边长为27mm，切角辐射贴片边长决定工作的中心频率，配合切角大致产生圆极化效果。切角辐射贴片的中部沿长度方向设置有4mm×20mm的开槽10，使得贴片尺寸减小。
本实施例中，所述第一、第二短路探针与第一层介质板及第二层介质板的耦合辐射面分别为半径1mm的圆。
本实施例中，所述切角辐射贴片上的第二短路探针与同轴馈线之间的距离为18mm，第二短路探针和同轴馈线接至各自的耦合辐射面且尺寸分别是半径为2mm和2.8mm的圆。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (6)
1.基于耦合馈电的圆极化微带天线，其特征在于，包括位于上侧的第一层介质板和位于下侧的第二层介质板，所述第一层介质板的上侧面和第二层介质板的下侧面分别铺设有反射板，位于第一层介质板的反射板上侧的四个侧边分别设置有L型寄生辐射贴片，位于四个L型寄生辐射贴片围成的区域内设置有切角辐射贴片，所述L型寄生辐射贴片的背面分别设置有穿过第二层介质板的第一短路探针，所述切角辐射贴片的背面设置有第二短路探针和同轴馈线，所述第二短路探针的下端分别穿过第二层介质板，所述同轴馈线的下端穿出第二层介质板及反射板并设置有SMA接头。
2.根据权利要求1所述的基于耦合馈电的圆极化微带天线，其特征在于，所述L型寄生辐射贴片两侧边的线长分别为50mm和20mm，且线长的宽度均为12mm，所述L型寄生辐射贴片与切角辐射贴片的耦合缝隙为1mm。
3.根据权利要求1或2所述的基于耦合馈电的圆极化微带天线，其特征在于，所述切角辐射贴片的边长为58mm，切角边长为27mm，切角辐射贴片的中部沿长度方向设置有4mm×20mm的开槽。
4.根据权利要求3所述的基于耦合馈电的圆极化微带天线，其特征在于，所述切角辐射贴片上的第二短路探针与同轴馈线之间的距离为18mm，第二短路探针和同轴馈线接至各自的耦合辐射面且尺寸分别是半径为2mm和2.8mm的圆。
5.根据权利要求1所述的基于耦合馈电的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一、第二短路探针与第一层介质板及第二层介质板的耦合辐射面分别为半径1mm的圆。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的基于耦合馈电的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一层介质板和第二层介质板的介电常数为2.55，正切损耗为0.002，板厚为1mm。
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