CN216750286U - 小型化圆极化天线 - Google Patents

Abstract

一种小型化圆极化天线，包括介质基板、辐射片以及接地板，在辐射片上围绕所述辐射片表面的中心且距离所述辐射片表面的中心相等处刻蚀形成四个闭合缝隙，四个闭合缝隙包括沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙，第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙的周长沿顺时针或者逆时针方向逐次增大，在实现天线圆极化功能的同时，使得辐射片表面的电流路径增加，从而改变辐射片上的电路分布，达到降低谐振频率，使得辐射片的尺寸可以缩小，从而减小圆极化天线的尺寸。

Description

小型化圆极化天线

技术领域

本申请涉及天线技术领域，具体涉及小型化圆极化天线。

背景技术

无线通信技术经过上百年的发展已经广泛应用在各种领域，天线作为无线通信设备的重要部件也得到了长足的发展。相比于线极化天线，圆极化天线不仅可以接收与其旋向相同的圆极化波，也可以接收任意极化的线极化波，具有消除极化失配的优点。此外由于圆极化天线无法接收与其旋向相反的圆极化波，这种极化隔离性质使其具有抑制多径干扰的能力。在卫星通信、卫星导航等领域就需要克服极化失配和多径干扰的问题，因此，圆极化天线在这些应用领域备受欢迎。

微带天线具有剖面低、易于加工和集成等优势，是圆极化天线的重要形式。圆极化微带天线的实现有两种方式，一种是单馈点馈电天线，通过在天线辐射片形成圆极化辐射；另一种是多馈点馈电天线，采用多个馈电点，每个馈电点的幅度一致，相位顺序相差90度。

为了适应无线通信设备小型化、集成化的发展方向，尤其是类似手持设备等终端设备中的圆极化天线，必须能够实现小型化的同时还要保持圆极化天线稳定的性能。在这些小型化的应用中单馈点天线的应用更为广泛，普通单馈点天线通过在辐射片上切角，产生两个正交的微扰来产生圆极化波。

但是，现有技术中，天线主要依靠提高天线介质板的介电常数来实现，在天线尺寸缩小的情况下，天线的带宽、增益等一些性能指标也会恶化，所以目前没有一种更好的圆极化天线的实现方式，使得天线同时兼顾小型化和稳定性能。

实用新型内容

本申请提供一种小型化圆极天线，能够同时兼顾小型化和稳定的天线性能。

根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种小型化圆极化天线,包括：

介质基板、辐射片以及接地板，所述介质基板的底部与所述接地板相接，所述辐射片为具有特定形状的金属薄层；

围绕所述辐射片表面的中心且距离所述辐射片表面的中心相等处具有四个通过刻蚀形成的闭合缝隙，四个闭合缝隙包括沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙，所述第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙的周长沿顺时针或者逆时针方向逐次增大。

可选的，第一闭合缝隙的中心点和所述第三闭合缝隙的中心点的连线与所述第二闭合缝隙的中心点和所述第四闭合缝隙的连线成十字。

可选的，所述闭合缝隙的形状为圆形或者是正多边形。

可选的，当所述闭合缝隙的形状为正多边形时，所述闭合缝隙的形状为正方形。

可选的，所述闭合缝隙内部的部分辐射片与所述接地板形成电连接。

可选的，所述闭合缝隙内部的部分辐射片与所述接地板之间设置有金属柱或者金属化过孔，所述金属柱或者金属化过孔贯穿所述介质基板将所述闭合缝隙内部的辐射片与所述接地板连接。

可选的，所述辐射片的形状为圆形或正多边形。

可选的，当所述辐射片的形状为正多边形时，所述辐射片的形状为正方形或正三角形。

可选的，距离所述辐射片表面的中心预设距离处设置天线馈点，所述天线馈点处设置金属馈针，所述金属馈针穿过所述介质基板，连接所述辐射片和所述接地板。

可选的，所述天线馈点距所述的辐射片表面的中心的距离小于所述闭合缝隙距所述的辐射片表面的中心的距离，并且，所述天线馈点不在所述闭合缝隙与所述的辐射片表面的中心的连线上。

依据上述实施例的一种小型化的圆极化天线，由于包括介质基板、辐射片以及接地板，在辐射片上围绕所述辐射片表面的中心且距离所述辐射片表面的中心相等处刻蚀形成四个闭合缝隙，四个闭合缝隙包括沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙，第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙的周长沿顺时针或者逆时针方向逐次增大，使得在实现天线圆极化功能的同时，使得辐射片表面的电流路径增加，从而改变辐射片上的电路分布，达到降低谐振频率，使得辐射片的尺寸可以缩小，从而减小圆极化天线的尺寸。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中提供的小型化圆极化天线的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中提供的小型化圆极化天线上辐射片的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中提供的小型化圆极化天线上辐射片的另一结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中提供的小型化圆极化天线的侧面示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

由背景技术可知，圆极化天线抗干扰能力强应用广泛，但是目前的圆极化天线需要满足小型化的同时还能够具有稳定的性能。

在本实施例中，通过设置一种小型化的圆极化天线，包括介质基板、辐射片以及接地板，在辐射片上围绕所述辐射片表面的中心且距离所述辐射片表面的中心相等处刻蚀形成四个闭合缝隙，四个闭合缝隙包括沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙，第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙的周长沿顺时针或者逆时针方向逐次增大，在实现天线圆极化功能的同时，使得辐射片表面的电流路径增加，从而改变辐射片上的电路分布，达到降低谐振频率，使得辐射片的尺寸可以缩小，从而减小圆极化天线的尺寸。

参考图1至图4，本实施例中提供一种小型化圆极化天线,包括介质基板1、辐射片2以及接地板5。

所述介质基板1的介电常数可以小于等于10，厚度可以小于或等于波长，所述辐射片2为通过光刻工艺制作的具有特定形状的金属薄层。例如，所述辐射片2的形状可以是矩形、圆形、三角形或其他的规则正多边形状。由于辐射片2的形状不同，辐射特性也有所差异，可以根据需要进行选择，以实现提高增益、增强方向性、提高辐射效率、降低副瓣、形成赋形波束和多波束等特性。

本实施例中所述辐射片2的形状为圆形，在其他一些实施例中，所述辐射片2的形状还可以是正方形或正三角形等。

本实施例中，在所述辐射片2上通过光刻工艺刻蚀有多个闭合的缝隙，并且闭合缝隙的中心围绕所述辐射片2表面的中心且距离所述辐射片2表面的中心距离相等，闭合缝隙的数量是4个，4个闭合缝隙为沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙41、第二闭合缝隙42、第三闭合缝隙43以及第四闭合缝隙44，所述第一闭合缝隙41、第二闭合缝隙42、第三闭合缝隙43以及第四闭合缝隙44的周长沿顺时针或者逆时针方向逐次增大。

本实施例中，第一闭合缝隙41的中心点和所述第三闭合缝隙43的中心点的连线与所述第二闭合缝隙42的中心点和所述第四闭合缝隙44的连线成十字。也就是说，4个闭合缝隙的中心不仅是在以所述辐射片2表面的中心为圆点的同一个圆周上，而且4个点的分布成90度正交。

所述闭合缝隙的形状为圆形或者是正多边形，本实施例中，将4个闭合缝隙均为圆形，并且沿逆时针的方向上，每个闭合缝隙的半径依次增大，也可以是沿顺时针方向上半径依次增大。

一些实施例中，所述闭合缝隙的形状还可以是正多边形，例如，所述闭合缝隙的形状还可以是正方形，则可以在沿逆时针或顺时针的方向上，每个闭合缝隙的周长或围出的面积为依次增大的。

所述闭合缝隙内部的部分辐射片2可以与所述接地板5形成电连接，这样可以使得闭合缝隙内部的部分辐射片2接地。

所述闭合缝隙内部的辐射片2与所述接地板5之间设置有金属柱或者金属化过孔，所述金属柱或者金属化过孔贯穿所述介质基板1将所述闭合缝隙内部的辐射片2与所述接地板5连接。例如图3所示，第一闭合缝隙41内部的部分辐射片通过金属柱61与接地板5连接，第二闭合缝隙42内部的部分辐射片通过金属柱62与接地板5连接，第三闭合缝隙43内部的部分辐射片通过金属柱63与接地板5连接，第四闭合缝隙44内部的部分辐射片通过金属柱64与接地板5连接。

本实施例中，距离所述辐射片2表面的中心预设距离处设置天线馈点，所述天线馈点处设置金属馈针3，所述金属馈针3穿过所述介质基板1，连接所述辐射片2和所述接地板5。

所述天线馈点距所述的辐射片2表面的中心的距离小于所述闭合缝隙距所述的辐射片2表面的中心的距离，并且，所述天线馈点不在所述闭合缝隙与所述的辐射片2表面的中心的连线上。例如，本实施例中，所述第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙形成的十字交叉连线，而所述天线馈点位置在偏离十字交叉连线上的点。

通过上述实施例中的小型化圆极化天线，由于设计了四个沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙，通过这种短路加载的方式，使得改变了辐射片2上的电路分布，提高了电流路径，从而使得圆极化天线的工作频率降低，达到减少辐射片2尺寸的效果。这样就使得圆极化天线可以满足性能的同时，更加小型化。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种小型化圆极化天线,其特征在于，包括：

介质基板、辐射片以及接地板，所述介质基板的底部与所述接地板相接，所述辐射片为具有预设形状的金属薄层；

围绕所述辐射片表面的中心且距离所述辐射片表面的中心相等处具有四个通过刻蚀形成的闭合缝隙，四个闭合缝隙包括沿顺时针或者逆时针方向依次设置的第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙，所述第一闭合缝隙、第二闭合缝隙、第三闭合缝隙以及第四闭合缝隙的周长沿顺时针或者逆时针方向逐次增大。

2.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于，第一闭合缝隙的中心点和所述第三闭合缝隙的中心点的连线与所述第二闭合缝隙的中心点和所述第四闭合缝隙的连线成十字。

3.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于，所述闭合缝隙的形状为圆形或者是正多边形。

4.如权利要求3所述的小型化圆极化天线，其特征在于，当所述闭合缝隙的形状为正多边形时，所述闭合缝隙的形状为正方形。

5.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于，所述闭合缝隙内部的部分辐射片与所述接地板形成电连接。

6.如权利要求5所述的小型化圆极化天线，其特征在于，所述闭合缝隙内部的部分辐射片与所述接地板之间设置有金属柱或者金属化过孔，所述金属柱或者金属化过孔贯穿所述介质基板将所述闭合缝隙内部的辐射片与所述接地板连接。

7.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于，所述辐射片的形状为圆形或正多边形。

8.如权利要求7所述的小型化圆极化天线，其特征在于，当所述辐射片的形状为正多边形时，所述辐射片的形状为正方形或正三角形。

9.如权利要求7所述的小型化圆极化天线，其特征在于，距离所述辐射片表面的中心预设距离处设置天线馈点，所述天线馈点处设置金属馈针，所述金属馈针穿过所述介质基板，连接所述辐射片和所述接地板。

10.如权利要求9所述的小型化圆极化天线，其特征在于，所述天线馈点距所述的辐射片表面的中心的距离小于所述闭合缝隙距所述的辐射片表面的中心的距离，并且，所述天线馈点不在所述闭合缝隙与所述的辐射片表面的中心的连线上。

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