
本發(fā)明涉及一種寬帶圓極化天線,具體涉及一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線。
背景技術(shù):
:由于圓極化天線在移動(dòng)通信中獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),使其受到了極大的重視。圓極化天線由于對(duì)旋向不敏感,可以避免傳統(tǒng)的線極化天線在極化失配時(shí)產(chǎn)生信號(hào)衰減的問題。線極化波容易在傳輸環(huán)境中發(fā)生極化偏轉(zhuǎn)造成衰減,而圓極化波遇到障礙物會(huì)反向,因?yàn)橹鄙洳ê头瓷洳〞?huì)有極化隔離,所以圓極化波具有很強(qiáng)的抗干擾能力和防雨霧能力,并且在民用和軍用領(lǐng)域被廣泛使用。由于圓極化天線獨(dú)特的抗干擾和抗衰落特性,廣泛的應(yīng)用于gps(全球定位系統(tǒng))、rfid(射頻識(shí)別)、wlan(無線城域網(wǎng))等通信系統(tǒng)中。設(shè)計(jì)寬帶圓極化天線的難點(diǎn)在于阻抗和軸比同時(shí)達(dá)到寬帶特性并且保持天線的小型化特性。常見的圓極化技術(shù)有以下幾種:對(duì)輻射貼片切角,在方形縫隙中引入微擾單元,交叉偶極子天線,采用90°相位差的饋電網(wǎng)絡(luò)等。然而這些方法具有尺寸大和帶寬窄的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的縫隙天線尺寸往往是半波長,而開口縫隙天線尺寸一般是四分之一波長。因此利用開口縫隙設(shè)計(jì)圓極化天線可以在達(dá)到寬帶的同時(shí)保持小的尺寸。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足,本發(fā)明提供一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線,該圓極化天線具有結(jié)構(gòu)簡單,制作容易、寬頻帶、小尺寸等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線,包括介質(zhì)基板,所述介質(zhì)基板背面印刷z型微帶饋線,所述z型微帶饋線連接短截線,所述介質(zhì)基板正面設(shè)置輻射貼片,所述輻射貼片上蝕刻開口縫隙及閉合縫隙,所述開口縫隙及閉合縫隙均為v型直角縫隙且關(guān)于輻射貼片的豎直中線對(duì)稱。所述z型微帶饋線由三個(gè)微帶線構(gòu)成,分別為第一微帶線、第二微帶線及第三微帶線,所述第一微帶線及第三微帶線分別垂直于第二微帶線的兩端,所述短截線與第二微帶線垂直連接。所述開口縫隙的長度約為天線工作頻率的二分之一波長。所述z型微帶饋線經(jīng)過所述開口縫隙靠近頂點(diǎn)一側(cè)對(duì)應(yīng)介質(zhì)基板背面相對(duì)應(yīng)位置,對(duì)開口縫隙進(jìn)行耦合饋電。開口縫隙的寬度大于閉合縫隙的寬度。所述輻射貼片的尺寸與介質(zhì)基板的尺寸相同。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明公開的一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線,采用了開口縫隙的結(jié)構(gòu),有效的減小了天線的尺寸;本發(fā)明公開的一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線,z型微帶饋線上加入了短截線,形成多頻諧振,有效的增加了天線的阻抗帶寬;本發(fā)明公開的一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線,在貼片上引入了v型閉合縫隙,從而使正交的電場(chǎng)在寬帶上達(dá)到90°相位差,形成寬帶的圓極化。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)尺寸圖,單位為毫米;圖3是圖1中實(shí)施例仿真的回波損耗圖;圖4是本發(fā)明實(shí)施例仿真的軸比圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖1-圖2所示,一種基于v型縫隙的寬帶圓極化天線,包括介質(zhì)基板,所述介質(zhì)基板背面印刷z型微帶饋線,所述z型微帶饋線由三個(gè)微帶線構(gòu)成,分別為第一微帶線1a、第二微帶線1b及第三微帶線1c,所述第一及第三微帶線分別與第二微帶線垂直連接,所述短截線2與第二微帶線連接,所述第一微帶線與介質(zhì)基板左邊緣連接,第三微帶線的一邊與介質(zhì)基板上邊緣連接。所述介質(zhì)基板正面印刷輻射貼片6,所述輻射貼片的尺寸跟介質(zhì)基板的尺寸相同,所述輻射貼片蝕刻有開口縫隙4及閉合縫隙5,所述兩個(gè)縫隙均為v型直角縫隙,本實(shí)施例中,v型開口縫隙的長度及寬度大于v型閉合縫隙的長度及寬度,開口縫隙及閉合縫隙開口方向相同,均向上開口,并關(guān)于輻射貼片豎直中線對(duì)稱,所述v型開口縫隙和v型閉合縫隙的兩條邊相互平行,實(shí)施例中閉合縫隙位于開口縫隙的下方,其頂點(diǎn)在同一條直線上,開口縫隙的長度為天線工作頻率的二分之一波長。所述開口縫隙頂點(diǎn)左側(cè)的位置是開口縫隙的特定饋電位置,其對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板背面位置印刷z型微帶饋線,對(duì)開口縫隙進(jìn)行耦合饋電,可以初步地激勵(lì)起低頻諧振和圓極化。首先是實(shí)現(xiàn)低頻諧振,并且得到初步的圓極化。在輻射貼片6上蝕刻開口縫隙4,在介質(zhì)基板的背面由z型微帶饋線經(jīng)過v型開口縫隙的特定位置3,對(duì)縫隙進(jìn)行耦合饋電??梢猿醪降丶?lì)起低頻諧振和圓極化。所述z型微帶饋線由三個(gè)微帶線構(gòu)成,分別為第一微帶線、第二微帶線及第三微帶線,所述第一微帶線及第三微帶線分別垂直于第二微帶線的兩端,所述短截線與第二微帶線垂直連接,如圖1所示,第二微帶線位于開口縫隙對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板背面位置,所述短截線垂直于第二微帶線。其次引入多頻諧振拓寬阻抗帶寬,在z型微帶饋線上接入短截線2,從而引入了多頻諧振,有效增加阻抗帶寬。最后實(shí)現(xiàn)整個(gè)頻帶的圓極化特性。在輻射貼片6上蝕刻v型閉合縫隙,使貼片上互相正交的電場(chǎng)達(dá)到90°相位差,從而在整個(gè)頻帶軸比小于3db,即達(dá)到圓極化。為了驗(yàn)證本方案的有效性,下面給出具體實(shí)例進(jìn)行說明。在本實(shí)例中,選用相對(duì)介電常數(shù)為4.4,損耗角正切為0.02,厚度為0.8mm的fr4介質(zhì)基板,介質(zhì)基板的平面尺寸為44×42mm。短截線長度為5.6mm,v型開口縫隙寬7.2mm,閉合縫隙寬3mm、長16.5mm,其余部分尺寸如表1所示.在實(shí)際實(shí)施中,用50歐姆的同軸線直接饋電,同軸線的內(nèi)導(dǎo)體與微帶饋線相連接,外導(dǎo)體與輻射貼片相連接,具體尺寸如表1所示,單位mm:表1lwhl1l2l3l4l542440.812.67.416.5145.5l6l7l8l9l10w1w2w323.26.35.611.819227.23w4w5w6w7w82.94.22.323.6以上述圖2所示尺寸制作的圓極化天線仿真的回波損耗和軸比結(jié)果分別如圖3和圖4。由圖可知,該圓極化天線在2.19-4.6ghz內(nèi),回波損耗小于-10db,軸比小于3db,相對(duì)帶寬為71%,本發(fā)明的寬帶圓極化天線,具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、易調(diào)節(jié)、圓極化帶寬寬等特點(diǎn),適合用于rfid、wlan、wimax等高速數(shù)據(jù)通信場(chǎng)景。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12