【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及圆极化天线，尤其涉及一种应用于卫星互联网的k波段宽带双圆极化天线。
技术介绍
1、随着第五代移动通信技术的快速发展，毫米波频段逐渐被越来越多地利用，以提供高数据传输效率和宽频谱资源。为了满足通信的需求，对于卫星通信、雷达侦察等领域，通信的目标不再局限于固定的位置。与传统的线极化天线相比，圆极化天线对目标位置和极化方式不敏感，可以接收任意极化方式的来波，并且具有以下显著优势：（1）旋向正交性，具有抗多径干扰能力；（2）当圆极化波遇到电离层引起的法拉第效应后，能够避免极化失配。因此，圆极化天线在近些年得到了广泛的关注。
2、现有技术中，公开号为cn116365222a的中国专利技术专利申请《一种基于正交磁偶极子的平面双圆极化天线》公开的平面双圆极化天线包括：第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板、金属地层、第一金属条带、第二金属条带、第一微带馈线和第二微带馈线，第一介质基板、金属地层、第二介质基板和第三介质基板从上至下层叠设置，金属地层中间开设有相交夹角为90度的第一耦合缝隙和第二耦合缝隙，第一金属条带和第二金属条带位于第一介质基板的上表面，第一金属条带通过两个第一金属化通孔与金属地层连接，第二金属条带通过两个第二金属化通孔与金属地层连接，第一耦合缝隙与第一微带馈线耦合，用于激励第一金属化通孔和第一金属条带，并能够产生方向向上的左旋圆极化辐射波，第二耦合缝隙与第二微带馈线耦合，用于激励第二金属化通孔和第二金属条带，并能够产生方向向上的右旋圆极化辐射波，该圆极化天线仅仅依靠单元天线自身的特性实现圆极化辐射，
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有的双圆极化天线存在的剖面高度较高、阻抗带宽比较窄且两个馈电端口不能工作在同一频率范围的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种应用于卫星互联网的k波段宽带双圆极化天线，天线包括自上而下层叠布置的辐射单元、第一介质层、金属地层、粘合层、第二介质层、馈电网络，辐射单元包括分别关于天线中心对称的两个第一辐射贴片、两个第二辐射贴片，相邻的第一辐射贴片和第二辐射贴片之间有空隙，第一辐射贴片上开设有垂直相交的两个长矩形槽，第二辐射贴片上开设有垂直不相交的两个短矩形槽，长矩形槽和短矩形槽位于空隙的两侧且矩形槽的开口相对设置，第一辐射贴片和第二辐射贴片分别通过金属柱连接到金属地层，金属地层上开设有垂直相交的第一耦合缝隙和第二耦合缝隙，且金属地层上开设有大小不同的第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽和第四矩形槽，第三矩形槽与第四矩形槽有重叠区域，在重叠区域相交的顶点对金属地层切角，馈线网络包括与第一耦合缝隙耦合的第一微带馈线、与第二耦合缝隙耦合的第二微带馈线。
3、优选的，所述第一微带馈线开设有第一馈电端口，第一馈电端口在馈电时，第一微带馈线与第一耦合缝隙耦合，激励金属柱和辐射单元产生右旋圆极化辐射波，第二微带馈线开设有第二馈电端口，第二馈电端口在馈电时，第二微带馈线与第二耦合缝隙耦合，激励金属柱和辐射单元产生左旋圆极化辐射波。
4、优选的，所述第一辐射贴片和第二辐射贴片均为矩形微带贴片。
5、优选的，四个矩形微带贴片组成的辐射单元的四个外角顶点处分别有切角，切角为等腰直角三角形。
6、优选的，所述空隙位于第一耦合缝隙、第二耦合缝隙的正上方。
7、优选的，所述第一微带馈线与第二微带馈线正交且不相交，第二微带馈线与第一微带馈线的交叉处为空气桥，空气桥包括一条短微带线和两个通孔，短微带线位于第二介质层的上表面且其两端分别通过通孔连接到第二微带馈线。
8、优选的，所述长矩形槽和短矩形槽的宽度相同。
9、优选的，所述金属柱靠近第一耦合缝隙和第二耦合缝隙并贯穿第一介质层，金属柱的高度与第一介质层的厚度相同。
10、优选的，所述第一介质层和第二介质层均采用罗杰斯5880介质材料，所述粘合层采用罗杰斯4450f介质材料。
11、优选的，所述第一介质层的厚度为0.762mm，粘合层的厚度为0.1mm，第二介质层的厚度为0.254mm。
12、本专利技术提供的优点在于：
13、（1）本专利技术通过在天线的辐射单元上引入不对称开槽结构，改变辐射贴片表面电流的流径，长短不同的两个矩形槽的设置，使辐射贴片表面电流流过的路径不同，使激励的正交模式产生90°的相位分离，从而实现圆极化辐射波；天线采用缝隙耦合方式，通过相互切换激励第一馈电端口和第二馈电端口，能够分别产生右旋圆极化辐射波和左旋圆极化辐射波。通过在天线的不对称开槽贴片之间都留有空隙，改变天线贴片的电场分布，可以同时提高tm10模式的谐振频率和降低tm20模式的谐振频率，能够实现较宽的阻抗带宽；馈电网络采用一层介质板，微带馈线设置在同一层，天线结构剖面低、耗材少，两个馈电端口可以工作在同一频率范围且结构更紧凑。通过在金属地层上切割矩形槽，同时在重叠的矩形槽处作切角处理，来改变金属地上电流的流向，使天线的3-db轴比带宽得到了极大的展宽，同时轴比曲线在3-db以下保持稳定，圆极化的效果更加突出。
14、（2）本专利技术通过对四个矩形微带贴片组成的辐射单元的四个外角顶点处分别做切角处理，能够改变辐射贴片表面电流的流动方向，使其电流方向能够在每t/4时刻旋向正交。
15、（3）本专利技术通过引入空气桥结构，使馈线重叠的部分通过通孔和一条短微带线从第二介质层的上层通过，能够避免第一微带馈线与第二微带馈线交叉重叠。
16、（4）本专利技术采用pcb工艺，结构简单、可靠性高，具有宽轴比带宽、抗干扰能力强的优点，左旋圆极化和右旋圆极化可以相互切换，且工作在同一频率范围，可应用于卫星互联网的接收频段，能够帮助解决卫星通信中由于天线的极化失配造成的损耗以及带宽较窄的问题。
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1.一种应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：天线包括自上而下层叠布置的辐射单元、第一介质层、金属地层、粘合层、第二介质层、馈电网络，辐射单元包括分别关于天线中心对称的两个第一辐射贴片、两个第二辐射贴片，相邻的第一辐射贴片和第二辐射贴片之间有空隙，第一辐射贴片上开设有垂直相交的两个长矩形槽，第二辐射贴片上开设有垂直不相交的两个短矩形槽，长矩形槽和短矩形槽位于空隙的两侧且矩形槽的开口相对设置，第一辐射贴片和第二辐射贴片分别通过金属柱连接到金属地层，金属地层上开设有垂直相交的第一耦合缝隙和第二耦合缝隙，且金属地层上开设有大小不同的第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽和第四矩形槽，第三矩形槽与第四矩形槽有重叠区域，在重叠区域相交的顶点对金属地层切角，馈线网络包括与第一耦合缝隙耦合的第一微带馈线、与第二耦合缝隙耦合的第二微带馈线。
2.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一微带馈线开设有第一馈电端口，第一馈电端口在馈电时，第一微带馈线与第一耦合缝隙耦合，激励金属柱和辐射单元产生右旋圆极化辐射波，第二微带馈线开设有第二馈
3.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一辐射贴片和第二辐射贴片均为矩形微带贴片。
4.根据权利要求3所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：四个矩形微带贴片组成的辐射单元的四个外角顶点处分别有切角，切角为等腰直角三角形。
5.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述空隙位于第一耦合缝隙、第二耦合缝隙的正上方。
6.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一微带馈线与第二微带馈线正交且不相交，第二微带馈线与第一微带馈线的交叉处为空气桥，空气桥包括一条短微带线和两个通孔，短微带线位于第二介质层的上表面且其两端分别通过通孔连接到第二微带馈线。
7.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述长矩形槽和短矩形槽的宽度相同。
8.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述金属柱靠近第一耦合缝隙和第二耦合缝隙并贯穿第一介质层，金属柱的高度与第一介质层的厚度相同。
9.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一介质层和第二介质层均采用罗杰斯5880介质材料，所述粘合层采用罗杰斯4450F介质材料。
10.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的K波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一介质层的厚度为0.762mm，粘合层的厚度为0.1mm，第二介质层的厚度为0.254mm。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于卫星互联网的k波段宽带双圆极化天线，其特征在于：天线包括自上而下层叠布置的辐射单元、第一介质层、金属地层、粘合层、第二介质层、馈电网络，辐射单元包括分别关于天线中心对称的两个第一辐射贴片、两个第二辐射贴片，相邻的第一辐射贴片和第二辐射贴片之间有空隙，第一辐射贴片上开设有垂直相交的两个长矩形槽，第二辐射贴片上开设有垂直不相交的两个短矩形槽，长矩形槽和短矩形槽位于空隙的两侧且矩形槽的开口相对设置，第一辐射贴片和第二辐射贴片分别通过金属柱连接到金属地层，金属地层上开设有垂直相交的第一耦合缝隙和第二耦合缝隙，且金属地层上开设有大小不同的第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽和第四矩形槽，第三矩形槽与第四矩形槽有重叠区域，在重叠区域相交的顶点对金属地层切角，馈线网络包括与第一耦合缝隙耦合的第一微带馈线、与第二耦合缝隙耦合的第二微带馈线。
2.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的k波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一微带馈线开设有第一馈电端口，第一馈电端口在馈电时，第一微带馈线与第一耦合缝隙耦合，激励金属柱和辐射单元产生右旋圆极化辐射波，第二微带馈线开设有第二馈电端口，第二馈电端口在馈电时，第二微带馈线与第二耦合缝隙耦合，激励金属柱和辐射单元产生左旋圆极化辐射波。
3.根据权利要求1所述的应用于卫星互联网的k波段宽带双圆极化天线，其特征在于：所述第一辐射贴片和第二辐射贴片均为矩形微带贴片。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，王明杰，吴博，任信钢，杨利霞，黄志祥，吴先良，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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