一种高选择性宽带圆极化介质谐振器滤波天线

本发明涉及无线移动通信领域，特别是涉及一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线。

背景技术：

1、常规的射频收发系统通常将滤波器和天线分别单独设计，再用阻抗匹配网络连接，这对系统小型化集成化是不利的，而且额外的匹配网络还会带来降低系统效率的风险。

2、圆极化天线用作接收天线时对来波的极化形式无选择性，同时它辐射的圆极化波也可以被任意极化的天线接收，因此具有抗多径衰落和低极化损失的优点，在卫星导航与定位、移动通信、雷达通信中也具有很重要的应用。

3、目前，大多数圆极化滤波天线都是通过在圆极化天线的馈电结构中添加一个带通滤波器来实现，或者通过使用合成方法将圆极化天线的辐射器与一个带通滤波器集成来实现，这样，就可以实现滤波响应。但由于仍然需要外部滤波器或滤波网络，因此集成级别是有限的。此外，由于滤波器滤波网络不可避免的增加插入损耗和尺寸，难以阻抗匹配等，所产生的天线可实现带宽和实现增益在一定程度上被影响，进而实现不了良好的宽带圆极化效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，以解决滤波电路的引入会不可避免增加天线的尺寸和干扰天线轴比带宽，增加天线的传输损耗，导致天线整体带宽降低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案。

3、本发明所述的一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，包括介质谐振器、接地板以及介质基板，所述的介质谐振器的下表面与接地板的上表面相接触；所述的接地板的下表面与介质基板的上表面相接触；在所述的接地板的上表面与介质谐振器的下表面之间，还设置有一十字交叉型耦合槽线，其交叉点，与介质谐振器底面的中心位置重合；在所述的介质基板的下表面介质谐振器的中轴线上设置有一矩形馈电微带线，以及以所述的矩形馈电微带线为对称轴的一对平行寄生微带线组，组成一微带馈电结构，平行寄生微带线组位于介质谐振器投影面的中心位置。

4、所述的十字交叉型槽线由长耦合槽线与短耦合槽线呈90°交叉构成，为了在天线中实现正交场的条件，其不仅作为一个耦合结构，同时作为一个槽线谐振器进行辐射。通过矩形馈电微带和寄生微带线组组成的微带馈电同时激励介质谐振器和槽线的模式拓展了带宽，实现一个宽带圆极化效果。而且由于矩形馈电微带和寄生微带线组组成的微带馈电结构的特殊性在带外引入了两个辐射零点，无需额外的滤波电路，不增加额外的天线尺寸，提高了天线的带外选择性。

5、进一步地，所述的矩形馈电微带线前端以介质谐振器的中轴线为对称轴对称设置，末端进行弯曲。末端进行弯曲主要是为了小型化。

6、进一步地，本发明所述的平行寄生微带线组可以是多对的，以所述的矩形馈电微带线为对称轴向外扩展排列。

7、可选的，所述介质谐振器的形状为矩形、圆柱形或半球形。

8、可选的，所述介质谐振器为陶瓷介质谐振器或复合材料介质谐振器。

9、本发明通过调节所述平行寄生微带线组的枝节长度控制天线高频阻带辐射零点产生频率的位置。如图6所示，当平行寄生微带线组的枝节逐渐减小，高频处的辐射零点逐渐向高频移动，而低频处的零点基本无影响。

10、本发明通过调节所述矩形馈电微带线长度控制天线低频阻带辐射零点产生频率的位置。如图7所示，当矩形馈电微带线长度逐渐增加，其低频处的辐射零点逐渐向低频移动，而高频辐射零点基本不变化。

11、本发明具有以下技术效果：本发明十字交叉型槽线不仅用来激励介质谐振器天线的一对正交模式，同时本身也作为一个辐射单元。通过矩形馈电微带线与平行寄生微带线组组成的微带馈电结构来激励优化介质谐振器和槽线的模式实现一个宽带圆极化效果。而且由于微带馈电结构的特殊性在带外引入了两个辐射零点，且该零点可以通过调节矩形馈电微带线和平行寄生微带线组的长度来控制辐射零点的位置。因此无需额外的滤波电路，在不增加天线的尺寸同时提高了天线的带外选择性。

技术特征：

1.一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，其特征是包括介质谐振器、接地板以及介质基板；所述的介质谐振器的下表面与接地板的上表面相接触；所述的接地板的下表面与介质基板的上表面相接触；在所述的接地板的上表面与介质谐振器的下表面之间，还设置有一十字交叉型耦合槽线，其交叉点，与介质谐振器底面的中心位置重合；在所述的介质基板的下表面介质谐振器的中轴线上设置有一矩形馈电微带线，以及以所述的矩形馈电微带线为对称轴的一对平行寄生微带线组，组成一微带馈电结构，平行寄生微带线组位于介质谐振器投影面的中心位置；

2.根据权利要求1所述的一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，其特征是所述的矩形馈电微带线前端以介质谐振器的中轴线为对称轴对称设置，末端进行弯曲。

3.根据权利要求1所述的一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，其特征是所述的平行寄生微带线组为多对，以所述的矩形馈电微带线为对称轴向外扩展排列。

4.根据权利要求1所述的一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，其特征是所述介质谐振器的形状为矩形、圆柱形或半球形。

5.根据权利要求1所述的一种高选择性宽带圆极化介质谐振器天线，其特征是所述介质谐振器为陶瓷介质谐振器或复合材料介质谐振器。

技术总结
一种高选择性宽带圆极化介质谐振器滤波天线，包括介质谐振器、接地板以及介质基板；介质谐振器的下表面与接地板的上表面相接触；接地板的下表面与介质基板的上表面相接触；在接地板的上表面与介质谐振器的下表面之间，设置有十字交叉型耦合槽线，其交叉点，与介质谐振器底面的中心位置重合；在介质基板的下表面介质谐振器中轴线上设置有一矩形馈电微带线，以及以矩形馈电微带线为对称轴的一对平行寄生微带线组，组成一微带馈电结构，平行寄生微带线组位于介质谐振器投影面中心位置。本发明通过特殊的微带馈电结构激励介质谐振器模式和槽线模式实现一个宽带圆极化效果，同时因为馈电的特殊性在带外引入了两个辐射零点，提高了天线的带外选择性。

技术研发人员：胡伟康,王传云,尹燕,江晓锋,樊启磊,黄建军
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15