[0033]优选的，基片10上设有多个过孔140，且过孔140沿传输线边沿和/或激励缝隙边沿分布，过孔的分布形状参见图2和图3所示。基片正面的金属面与基片背面的金属面通过过孔相连。
[0034]具体的，过孔的数量不止一个。在基片正面中，如图3所示，除激励缝隙101之外，基片正面的其他区域大面积覆铜，该基片正面的覆铜区域即为基片正面的金属面，该正面的金属正也为金属接地面。同理，在基片背面中，除十字缝隙102、功分器(包括第一功分器110和第二功分器120)、传输线(包括第一传输线111和第二传输线121)之外，基片背面的其他区域大面积覆铜，该基片背面的覆铜区域即为基片背面的金属面。
[0035]基片正面的金属面与基片背面的金属面通过过孔相连，使二者成为共地面，从而减少了传输线产生的平面波在电磁场中的干扰，使天线性能更稳定。两路第一传输线111和两路第二传输线121通过过孔140与基片10正面的金属面相连，即将传输线的末端(输出端)接地，即短路，减少了传输线与激励缝隙102相馈电的四个馈点间的耦合。
[0036]本发明实施例提供了一种超宽带小型化交叉圆极化天线，通过加入相移90度等功率分配器，使得输出的交叉线极化波在空间中形成交叉圆极化波。该交叉圆极化天线发射的近区场交叉圆极化波，通过空间距离和极化的损耗，使得天线获得相应的天线端口隔禺度。
[0037]相对于线极化天线，圆极化天线有以下几个方面的优势:
[0038](I)、圆极化天线可以接收任意线极化来波，且圆极化天线辐射波可以由任意线极化天线收到。
[0039](2)、由于圆极化天线的极化正交性，即天线若辐射左旋圆极化波，则只接收左旋圆极化波而不接收右旋圆极化波。
[0040](3)、圆极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时旋向逆转，因此圆极化天线应用于移动通信时等能抑制雨雾干扰和抗多径反射。
[0041]所以圆极化天线相对于线极化天线在抗衰落、抗干扰以及抗多径效应上更有优势。
[0042]当交叉圆极化天线接收线极化天线的信号时，因为交叉圆极化可以分解为两个正交的线极化，即方向垂直，相位差90度。所以与双极化双通道天线一样的作用效果。而且双极化天线的发射功率要分两路送到天线里，所以下行链路会有3dB损耗。而单通道交叉圆极化天线接收线极化天线也是损耗3dB功率，却节省了一个通道。所以交叉圆极化天线可以完全取代双极化天线。现有的覆盖天线普遍采用双极化天线，当双极化天线接收双极化天线时，虽然也同样有极化分集来减少多径衰落，但是始终没有圆极化天线在抗干扰、抗衰弱上有优势
[0043]同时，采用交叉圆极化天线取代交叉线极化天线，由于基站和终端是交叉线极化天线，两根正交的线极化天线接收一个交叉圆极化波时，其极化匹配因子为1，即达到最理想的极化匹配状态，且接收信号功率与收发天线位置无关，不取决于天线的方向，也就是说当圆极化天线在受到障碍物干扰后始终保持着对线极化天线良好的收发能力，接收端的两根交叉线极化天线接收到的圆极化波的能量始终是相等的。同样的，当交叉圆极化天线接收交叉线极化波时也是如此。交叉圆极化天线取代交叉线极化天线，不仅接收能力比线极化天线好，而且抗干扰、抗衰弱、更稳定；同时使得天线从两个接头变为一个接头，提高了通道利用率，缩小了体积，节省了成本。
[0044]本发明实施例提供的超宽带小型化交叉圆极化天线，由第一传输线和第二传输线分别传输极化相差90度的两路传输信号，由等分二功分器将每路信号分成两路支路信号，该四条传输线支路同时激励十字星形激励缝隙，形成四次馈电，产生的电磁波激励多层辐射片，在多层薄层空间内形成多个不同频率的驻波型电磁场，并通过反射板二次激励这些辐射片，使得电磁波在大小不同的多层辐射片对应的不同频段中形成了多次谐振，从而达到扩展频带的效果。通过加入相移90度等功率分配器，使得输出的交叉线极化波在空间中形成交叉圆极化波，通过空间距离和极化的损耗，使得天线获得相应的天线端口隔离度。交叉圆极化天线取代交叉线极化天线，不仅接收能力比线极化天线好，而且抗干扰、抗衰弱、更稳定；同时使得天线从两个接头变为一个接头，提高了通道利用率，缩小了体积，节省了成本。
[0045]本发明能有多种不同形式的【具体实施方式】，上面以图1-图5为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。
[0046]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种超宽带小型化交叉圆极化天线，其特征在于，包括:依次设置的多个辐射片、基片、反射板和相移90度等功率分配器； 所述基片的正面与所述辐射片相对，且所述基片的正面设有激励缝隙；所述基片的背面与所述反射板相对，且所述基片的背面设有第一功分器及两路第一传输线、第二功分器及两路第二传输线；所述第一传输线和所述第二传输线分别为两路极化正交的交叉线极化天线的传输线；两路所述第一传输线分别与所述第一功分器的两个输出端相连，两路所述第二传输线分别与所述第二功分器的两个输出端相连； 所述第一功分器和所述第二功分器的输入端分别与所述相移90度等功率分配器的两个输入端相连； 两路所述第一传输线和两路所述第二传输线分别与所述激励缝隙正交相交、并与所述基片正面的金属面相连，且传输线与所述激励缝隙正交相交的四个正交点对称分布； 多个辐射片为互相平行设置的圆形辐射片，且辐射片距离所述基片越远，辐射片的直径越小。2.根据权利要求1所述的交叉圆极化天线，其特征在于，所述激励缝隙为对称的渐变形状，包括:正十字形渐变形状、菱形十字渐变形状、工字渐变形状； 在短路馈点处所述激励缝隙的宽度最窄，越靠近所述激励缝隙中央位置所述激励缝隙的宽度越宽，所述短路馈点为传输线与所述激励缝隙正交相交的正交点。3.根据权利要求1所述的交叉圆极化天线，其特征在于，在十字缝隙的中央位置还设有与激励缝隙形成电容耦合的圆形金属面，所述圆形金属面被十字缝隙包围。4.根据权利要求1所述的交叉圆极化天线，其特征在于， 所述基片背面在所述基片正面的激励缝隙的映射位置设置有与所述激励缝隙形状相同的十字缝隙，所述十字缝隙与各传输线支路相连通； 在所述十字缝隙的中央位置设有与所述激励缝隙形成电容耦合的圆形金属面，所述圆形金属面的四周都被所述十字缝隙所包围。5.根据权利要求1-4任一所述的交叉圆极化天线，其特征在于，所述基片上设有多个过孔，且所述过孔沿传输线边沿和/或所述激励缝隙边沿分布；所述基片正面的金属面与所述基片背面的金属面通过所述过孔相连。
【专利摘要】本发明公开了一种超宽带小型化交叉圆极化天线，包括：依次设置的多个辐射片、基片、反射板和相移90度等功率分配器；基片的正面与辐射片相对，且基片的正面设有激励缝隙；基片的背面与反射板相对，且基片的背面设有第一功分器及两路第一传输线、第二功分器及两路第二传输线；第一功分器和第二功分器的输入端分别与相移90度等功率分配器的两个输入端相连；两路第一传输线和两路第二传输线分别与激励缝隙正交相交、并与基片正面的金属面相连。该超宽带小型化交叉圆极化天线通过设置的大小不同、对应不同频段的多层辐射片，达到扩展频带的效果；且通过相移90度等功率分配器实现交叉圆极化与线极化之间的转换。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q21/24, H01Q5/50
【公开号】CN105576359
【申请号】CN201510661427
【发明人】庄昆杰
【申请人】庄昆杰
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月14日
【公告号】CN104701603A, WO2016066016A1