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一种基于双缝隙耦合结构的多极化微带天线


技术摘要:
本发明公开了一种基于双缝隙耦合结构的多极化微带天线,包括两层FR4介质基板、金属贴片和缝隙耦合馈电结构,所述金属贴片包括辐射金属贴片和非辐射金属贴片,所述辐射金属贴片设于上层FR4介质基板的上表面,所述非辐射金属贴片下层FR4介质基板的接地面,设于上层FR4介  全部
背景技术:
多极化电磁波现如今得到广泛应用,在无线通信上可以增强动态环境条件下的链 接可靠性;多极化还可以提高雷达成像和医疗成像的分辨率,共极和交叉极化分量对于描 述目标特征至关重要;人体安全检查成像系统可以使用具有不用极化组合的天线获得平滑 的人体图像或突出显示的隐藏武器图像;在射频识别(RFID)领域,当我们已知标签的极化 方式时,读卡电磁波可采用线极化,当标签的极化方式未知时则读卡电磁波采用圆极化。 多极化天线的实现方式有三种,第一种是利用可重构馈电网络,激励天线体的不 同位置,实现极化可重构;第二种是直接在天线的部分引入可控扰动单元,实现极化可重 构;第三种通过使用与线性天线集成的电子可重构天线罩,这种方法具有将PIN二极管的DC 电路和RF信号完全隔离并且增益提高的优点。但是,大多数偏振可重构天线在LP和两种CP 模式中切换其偏振时的重叠阻抗带宽小于10%。
技术实现要素:
本发明针对现有技术中的不足,提供一种基于双缝隙耦合结构的多极化微带天 线,能够满足快速极化的要求,在天线主方向实现任意角度的线极化。 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案: 一种基于双缝隙耦合结构的多极化微带天线,包括两层FR4介质基板、金属贴片和 缝隙耦合馈电结构,所述金属贴片包括辐射金属贴片和非辐射金属贴片,所述辐射金属贴 片设于上层FR4介质基板的上表面,所述非辐射金属贴片下层FR4介质基板的接地面,设于 上层FR4介质基板的所述辐射金属贴片通过方形贴片正对角线切角形成,设于下层FR4介质 基板的所述非辐射金属贴片开设有互相正交的H型缝隙槽,所述下层FR4介质基板接地面的 反面设有微带馈线。 为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括: 进一步地,两层所述FR4介质基板的相对介电常数为4.4。 进一步地,两层所述FR4介质基板的厚度均为1.5mm。 进一步地,两层所述FR4介质基板之间的间距为5.0mm。 进一步地,上述多极化微带天线的尺寸为100mm×100mm×8mm。 进一步地,上述微带馈线的宽度为2.8mm,所述多极化微带天线的中心频点为 2450MHz。 本发明的有益效果是: 本发明提供的一种基于双缝隙耦合结构的多极化微带天线采用缝隙耦合将馈电 网络和无源单元分别安置在两层介质板上,可以分别进行优化设计,部分与馈线部分隔开, 3 CN 111585031 A 说 明 书 2/4 页 馈线的寄生弱。两个基模独立工作,相互不干扰,有更好的隔离度,交叉极化水平低,更易形 成双极化天线,直接改变天线馈电点的幅值和相位,能够满足快速极化的要求,在天线主方 向实现任意角度的线极化,不需要转动天线就可以实现360度极化角度的随意改变,增强多 极化电磁波在无线通信、雷达\医疗成像和RFID领域的功能。 附图说明 图1为本发明的多极化微带天线结构俯视示意图。 图2为本发明的多极化微带天线结构仰视示意图。 图3为本发明的多极化微带天线结构侧视示意图。 图4为本发明的三种模式的回波损耗仿真图。 图5为本发明的左旋圆极化和右旋圆极化轴比仿真图。 图6为本发明的圆极化与不同角度线极化的增益仿真图。 图7为本发明的天线单元2.45GHz圆极化模式在XOZ平面和YOZ平面方向图。 图8为本发明的天线单元2.45GHz线极化模式在极化平面和交叉平面方向图。 图9为本发明的天线单元在2.45GHz的LCP模式表面电流分布示意图。 图10为本发明的天线单元在2.45GHz的RCP模式表面电流分布示意图。 图11为本发明的天线单元在2.45GHz不同角度LP模式表面电流分布示意图。
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