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专利号: 2016107490960
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:该天线包括辐射部分、滤波谐振部分、寄生部分、介质基板、金属接地板和底层馈电网络;

所述辐射部分为类龟形结构,包括一个圆形的金属辐射贴片,在距离坐标原点等距离处的正X轴和负Y轴处刻蚀了两等大的圆形孔,金属辐射贴片四周对称的加载了由圆环和正四边形贴片相互交叠构成的四个微扰单元,以及在金属辐射贴片上刻蚀一个正六边形缝隙和六个T型谐振枝节,正六边形缝隙的中心与金属辐射贴片的圆心重合,六个T型谐振枝节分别位于正六边形缝隙的六个角上;

所述滤波谐振部分由两个正交的领结型缝隙构成,所述两个正交的领结型缝隙包括原点处的一个小圆环,一个一分四的三角形渐变金属结构,以及内侧的四个正四边形缝隙,和外侧的四个正四边形缝隙,内外侧相对应的两个四边形相互交叠;所述三角形渐变金属结构由四对相同的且相互对称的八字形结构组成,一对所述的八字形结构是由一个内侧的正四边形的内侧两条边和这两条边的外侧端点与所述小圆环的四分之一圆弧的两端点的连接线组成;所述三角形渐变金属结构的中心与所述小圆环圆心重合;所述领结型缝隙刻蚀在所述金属辐射贴片上;

所述寄生部分包括两个圆形的金属寄生贴片,位于所述辐射部分的两个圆形孔的正下方,且两个金属寄生贴片的尺寸大于各自对应的圆形孔,该圆形孔尺寸等于同轴线外直径的尺寸,所述金属寄生贴片为电容耦合贴片,用于抵消同轴线的感性阻抗;

所述介质基板分为上下两层,上层位于所述滤波谐振部分的两个正交的领结型缝隙加载的金属辐射贴片与金属寄生贴片之间,下层位于金属接地板和馈电网络之间,上下两层介质基板上均有四个切角、四个对称的通孔以及两个正交的馈电通孔;所述金属接地板位于下层介质基板的顶层;

所述馈电网络包括一个二级级联功分器和一个90°谢夫曼移相器。

2.根据权利要求1所述的一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:所述辐射部分、寄生部分、金属接地板和底层馈电网络的厚度均为0.01mm-0.05mm。

3.根据权利要求1所述的一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:所述辐射部分的圆形的金属辐射贴片的半径r0为41.5mm-44.5mm,其上刻蚀的一个所述正六边形缝隙,边长c1为24.5mm-26.5mm,缝隙宽度c2为1.8mm-2.2mm;T型谐振枝节的交点距坐标原点的距离a2为29.0mm-30.0mm,其与圆形金属辐射贴片径向垂直部分长度a1为11mm-

13mm,宽度b1为1.8mm-2.2mm;四周对称加载的微扰单元的圆环内径R2为2.4mm-2.6mm,外径R1为3.8mm-4.2mm,正四边形的边长为圆环外径的两倍。

4.根据权利要求1所述的一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:所述滤波谐振部分的领结型缝隙由8个等大的正四边形缝隙构成,其边长a3为9.0mm-12.0mm,其缝隙宽度a4为1.0mm-1.6mm,内侧的四个正四边形缝隙和外侧的四个正四边形缝隙交叠,交叠长度为两倍内侧的四边形缝隙的宽度;所述三角形渐变金属结构中心的金属圆环的半径r1为1.9mm-2.1mm,其应小于两倍缝隙宽度。

5.根据权利要求1所述的一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:所述寄生部分的两个圆形金属寄生贴片半径R3为3.4mm-3.6mm,距坐标原点的距离d为

16.8mm-17.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:所述介质基板的下层基板材料为Rogers4350,其相对介电常数为3.66,介质损耗0.004,其长度L0为118mm-122mm,厚度h1为0.80mm-0.85mm,切角边长c3为13.4mm-13.6mm;上层基板材料为FR4,其相对介电常数为4.4,其长度Lp为88mm-92mm,厚度h2为0.8mm-1.2mm,切角边长c4为4.6mm-5mm,上下两层介质基板间隔h0为9.8mm-10.2mm;所述金属接地板位于下层介质基板的顶部,其尺寸大小与下层介质基板一样。

7.根据权利要求1所述的一种应用于北斗终端的宽带圆极化滤波天线,其特征在于:所述馈电网络的输入端为50Ω的微带馈线,其宽度W0为1.50mm-1.70mm;馈线后级联了两个一分二的等功率分配器,简称为功分器,其中一个功分器由两个长度L1,宽度W1的一级耦合线组成,另一个功分器由两个长度L2,宽度W2的二级耦合线组成;二者的分别工作于频点为

1.2GHz和2GHz时,频比g=1.67,可得1/4个介质波长的电长度可为19.60mm-32.70mm,由于中心频点为1.6GHz,得出一级耦合线长度L1和二级耦合线长度L2为24.00mm-30.00mm,一级耦合线宽度W1和二级耦合线宽度W2为1.00mm-1.60mm;

功分器后级联了一个90°移相器,所述移相器后级联了两个输出端口;所述移相器包括主通路和参考通路,所述主通路与两个输出端口中的一个输出端口级联,所述参考通路与两个输出端口中的另一个输出端口级联;所述主通路由两段长度为L4的Y轴主通路和两段长度为L3的负X轴耦合线组成,所述负X轴耦合线与Y轴主通路垂直;所述主通路和参考通路间的电长度相差1/4个介质波长,其中心频点为1.6GHz,于是,所述移相器的主通路的长度

2*(L4+L3)为72mm-80mm,两个输出端口中的一个输出端口的输出长度L7为5.00mm-8.00mm,参考通路L5为100mm-110mm;所述馈电网络的一级耦合线、二级耦合线和负X轴耦合线间的间距s1、s2和s3的值为0.20mm-0.40mm。