低剖面圆极化天线阵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种低剖面圆极化天线阵。
【背景技术】
[0002]在无线通信系统中，天线是信号发射和接收的关键部件；随着无线通信技术的发展，无线数据通讯、采集等应用越发广泛。无线收发设备更趋向小型化，例如，采用便携式数据采集设备作为无线收发设备，这就对无线收发设备中的天线空间、电路布板等要求越来越严格。另一方面，对于无线收发的小型设备，圆极化天线也得到越来越多的研究和应用，与线极化天线相比，圆极化天线的优越性体现在:圆极化天线不仅能接收同旋向的圆极化电磁波，可以接收任意线极化的电磁波，其辐射的电磁波由同旋向圆极化天线或者任意线极化的天线收到。
[0003]因此，开发一种高集成度的圆极化天线阵是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例提供了一种低剖面圆极化天线阵，以提高圆极化天线阵的集成度。
[0005]本发明提供了如下方案:
[0006]一种低剖面圆极化天线阵装置，包括:介质基板，以及附着在所述介质基板上的馈线网络、导电地和四个天线辐射单元，所述导电地为四个天线辐射单元的地，所述馈线网络包括一个输入端口和四个输出端口，所述馈线网络的输入端口接收输入信号，所述馈线网络的四个输出端口的输出信号分别对所述四个天线辐射单元进行馈电。
[0007]所述的装置还包括分别和所述四个天线辐射单元连接的4个激励端口，所述4个激励端口分别和所述馈线网络的四个输出端口对应，接收所述馈线网络的四个输出端口的输出信号。
[0008]所述馈线网络的四个输出端口的四个输出信号的相位分别为依次相差90度。
[0009]所述介质基材包括电路板基材。
[0010]所述四个天线辐射单元以蚀刻的方式成型在所述电路板基材上。
[0011 ] 所述天线辐射单元包括低剖面天线或者集成天线。
[0012]所述低剖面天线包括单极子天线、L型天线或者倒F天线。
[0013]所述集成天线包括陶瓷天线。
[0014]所述馈线网络包括微带线组成的网路或者集成器件组成的移相网络。
[0015]所述馈线网络的四个输出端口的四个输出信号的相位分别为O度、90度、180度、270 度。
[0016]所述馈线网络的阻抗与四个天线单元的阻抗相匹配。
[0017]由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的低剖面圆极化天线阵提供了一种低剖面、集成度高、易于硬件电路结合在一起的圆极化天线阵；该装置压缩了天线空间，实现了天线的圆极化，易于与射频模块等硬件电路部分集成。收发机的其他硬件电路可以在天线阵的中间地上进行集成，实现了天线、以及硬件电路的一体化，集成度闻。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明实施例一提供的四单元倒F圆极化天线阵示意图；图示中包括倒F天线1-1,倒F天线1-2,倒F天线1-3,倒F天线1_4，介质基板1-6,导电地1_5 ；
[0020]图2为本发明实施例二提供的四单元倒L圆极化天线阵示意图，图中，倒L天线2-1,倒L天线2-2,倒L天线2-3,倒L天线2-4,介质基板2-6,导电地2_5 ；
[0021]图3为本发明实施例三提供的四单元陶瓷天线圆极化天线阵示意图；图中，陶瓷天线3-1,陶瓷天线3-2,陶瓷天线3-3,陶瓷天线3-4,介质基板3_6上,导电地3_5 ；
[0022]图4为本发明实施例中的由微带线组成的馈线网络的示意图；
[0023]图5为本发明实施例中的由耦合器集成器件组成的馈线网络的示意图。
【具体实施方式】
[0024]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0025]本发明实施例的低剖面圆极化天线阵装置包括:介质基板、附着在介质基板上的馈线网络、附着在介质基板上的导电地、附着在介质基板上的四个天线辐射单元；其中介质基材可为电路板基材，四个天线辐射单元以蚀刻的方式成型在电路板基材上，具备导电性能，馈线网络分别对四个天线辐射单元进行激励，激励信号的相位分别为O度、90度、180度、270度，从而形成一个宽频带圆极化阵。
[0026]天线辐射单元包括低剖面天线或者集成天线，低剖面天线包括L型天线或者倒F天线，集成天线包括陶瓷天线。
[0027]天线辐射单元可以采取单极子天线、L型天线、倒F型、小型陶瓷天线等，特别是单极子天线、L型天线、倒F型天线可以直接在电路板上成型，可以实现天线阵列的低剖面性；而陶瓷天线具备尺寸更小、空间更小的特性。馈线网络可以采用微带线组成的网络，实现天线的馈电和相移，也可采用耦合器等贴片器件组成的移相网络，完成相移。同时对于该类低剖面圆极化天线阵装置，由于该天线阵的中间位置存在的大面积地，收发机的其他硬件电路可以在天线阵的中间地上进行集成。从而又实现了天线、以及硬件电路的一体化，集成度闻。
[0028]实施例一
[0029]该实施例提供的一种四单元倒F圆极化天线阵装置的示意图如图1所示，包括倒F天线1-1,倒F天线1-2,倒F天线1-3,倒F天线1_4，介质基板1-6,导电地1_5。其中，倒F天线1-1、倒F天线1-2、倒F天线1-3、倒F天线1_4为导电材质，附着在介质基板1_6上，导电地1-5为四个倒F天线的地；激励端口 I通过激励信号对倒F天线1-1进行馈电激励，激励端口 2通过激励信号对倒F天线1-2进行馈电激励，激励端口 3通过激励信号对倒F天线1-3进行馈电激励，激励端口 4通过激励信号对倒F天线1-4进行馈电激励。
[0030]馈线网络主要起移相的作用，可以采用微带线来制作，也可采用集成器件进行电路制作。最终，信号经过馈线网络对四个倒F天线进行等幅激励，且相位依次相差90度，形成低剖面、四单元倒F圆极化天线阵。同时可以在导电地1-5或者介质基材1-6的另外一面进行其他电路的布板，使收发机及天线装置，具备更高的集成度。
[0031]其中馈线网络可以由微带线设计而成，也可由耦合器等集成器件进行制作，下面对馈线网络进行简介:
[0032]如图4所示，为微带线组成的馈线网络的示意图，信号从4-9进入，经过三个威尔金森功分器，在四个输出端4-2、4-4、4-5、4-7输出，馈线网络的阻抗与四个天线单元的阻抗相匹配。并在四个输出端形成四个等幅信号，通过调整微带线长度4-1、4-3、4-6、4-8，使该线长度以四分之一微带线长度递增，从而使四个输出端4-2、4-4、4-5、4-7输出的信号的相位依次相差90度，从而完成四个输出端输出的信号等幅度依次相移。四个输出端4-2、4-4、4-5、4-7输出的信号分别传输给图1中的激励端口 1、激励端口 2、激励端口 3和激励端口 4，分别作为激励端口 1、激励端口 2、激励端口 3和激励端口 4的激励信号。
[0033]如图5所示，为耦合器集成器件