CN106486741A - 一种空气贴片微带天线 - Google Patents

Abstract

所公开的是一种空气贴片微带天线，其具有可构成圆极化及双极化天线的天线结构，该天线包括接地平面、设置成平行于接地平面的金属贴片、从贴片的4个部位垂直延伸的4条固有金属腿以及为天线提供信号接口的馈电结构，其中，4条金属腿的远端均机械连接至且电连接至地平面。

Description

一种空气贴片微带天线

技术领域

本申请涉及天线领域，具体地，涉及空气贴片微带天线形式的圆极化天线及双极化天线。

背景技术

由于圆极化(CP)天线或双极化天线能够接收任意方向的线性极化的EM波，圆极化天线在许多应用中广泛应用，诸如RFID(射频识别)读取器、GPS(全球定位***)，和卫星通信***。由于双极化天线能够独立接收发射两路垂直极化的电磁波，从而可以同时收发两路不同的信号，被广泛应用在无线通信的基站天线中。

因为贴片天线(或称微带天线)具有剖面低、重量轻的优点，贴片天线是最普遍使用的天线的一种。通过在一片接地电介质基底上印刷金属贴片就能够容易地实现CP或双极化贴片天线。为了减少电介质损耗、提高辐射效率和削减制造成本，经常通过用电介质柱支承顶部金属贴片来使用空气填充的CP或双极化贴片天线。这种电介质支承件必然导致额外的损耗、成本以及用于批量生产的安装中的不便。另一种广泛使用的CP天线是带有金属腔的槽天线，能够在金属腔之间通过设置各种槽来构造CP天线。一般情况下，制造金属腔通常很昂贵，并且金属腔非常笨重。CP介质谐振器天线(DRA)也是一种众所周知的CP天线。通过电介质的高介电常数，能够大大减小天线的体积。然而，低损耗介质的价格通常非常昂贵。对于许多实际应用，希望具有一种剖面低、成本低、重量轻且便于制造的CP或双极化贴片天线。

发明内容

根据本申请的一个方面，一种片式天线包括接地平面、布置成平行于接地平面的贴片、从贴片的4个有固有特征的位置垂直延伸的4条金属腿以及配置成为天线提供信号接口的馈电结构。其中，4条金属腿的远端均机械连接至且电连接至接地平面。

根据实施方式，贴片可以是矩形形状，并且馈电结构被布置成在沿贴片的对角线并接近其中一条金属腿的位置。馈电结构可为一探针。贴片可以由一整片金属构成。

根据实施方式，为减小贴片面积，贴片上可切割有十字形槽，其中，槽的交点位于贴片的中心，并且槽的两条交叉线分别平行于贴片的两个相邻侧。馈电结构被布置成在沿贴片的对角线并接近其中一条金属腿的位置。馈电结构可为一探针。贴片可以由一整片金属构成。

根据实施方式，贴片天线的馈电结构可包括位于接地平面上的功率分配器、连接至功率分配器且从功率分配器延伸的两个传输线路以及两个n形探针，其中每个n形探针中的一端连接至一路传输线的一端，另一端焊接至一个不接地的焊盘上。两个传输线路间具有90度的相位差。

根据实施方式，贴片可以是矩形环的形状。两个等腰三角形角部分别***在贴片的对角线上，以使得形成贴片的两个斜切角部。馈电点可设置在沿对角线上并在其中一个斜切角部中或接近其中一个斜切角部的位置。该矩形环可以是连续的。

根据实施方式，该矩形环可由4个L形条带形成，4个L形条带中的每两个部分重叠并通过之间的电容耦合。等腰三角形角部可***在贴片的对角线上，以使得在L形条带之一中形成斜切角部。馈电结构可设置成沿对角线在斜切角部中或接近斜切角部的位置处。

附图说明

图1示出了根据本申请的第一实施方式的一款CP天线。

图2(a)和图2(b)示出了用于图1的天线的右旋圆极化(RHCP)和左旋圆极化(LHCP)的馈电设置。

图3示出了根据本申请的第二实施方式的一款CP天线。

图4(a)和4(b)图示出了用于图3的天线的右旋圆极化(RHCP)和左旋圆极化(LHCP)的馈电设置。

图5(a)、图5(b)和图5(c)示出了根据本申请的第三实施方式的一款CP天线。

图6示出了根据本申请的第四实施方式的一款CP天线。

图7(a)和图7(b)示出了用于图6的天线的右旋圆极化(RHCP)和左旋圆极化(LHCP)的馈电设置。

图8示出了根据本申请的第五实施方式的一款CP天线。

图9(a)和图9(b)示出了用于图8的天线的右旋圆极化(RHCP)和左旋圆极化(LHCP)的馈电设置。

图10示出了根据第一实施方式的TAP CP天线的电磁场(EM)模拟和测量得到的反射系数。反射系数越大回波损耗越大，反射系数为0dB时，100％能量经回波损耗掉。

图11示出了根据第一实施方式的TAP CP天线在不同频率下的模拟和测量的峰值增益及轴比。

图12示出了根据第一实施方式的TAP CP天线在2.45GHz测量的不同仰角下的轴比。

图13(a)、图13(b)和图13(c)是根据第一实施方式的RHCP TAP CP天线在2.45GHz测量的辐射方向图。

图14示出了根据第二实施方式的十字形槽CP-TAP天线的模拟和测量的反射系数。

图15示出了根据第二实施方式的十字形槽CP-TAP天线在不同频率下的模拟和测量的峰值增益及轴比。

图16示出了根据第二实施方式的在2.45GHz测量的不同仰角下的轴比。

图17(a)、图17(b)和图17(c)示出了根据第二实施方式的十字形槽TAP LHCP天线在2.45GHz测量的辐射方向图。

图18示出了根据第三实施方式的宽带TAP天线的模拟和测量的反射系数。

图19示出了根据第三实施方式的宽带TAP天线在不同频率下的模拟和测量的峰值增益及轴比。

图20(a)示出了根据第三实施方式的宽带TAP天线在不同的频率的模拟辐射方向图，并且图20(b)示出了根据第三实施方式的宽带TAP天线在不同频率的测量辐射方向图。

图21(a)示出了根据第三实施方式的宽带TAP天线在不同频率的模拟轴比；图21(b)示出了根据第三实施方式的宽带TAP天线在不同频率测量的轴比。

图22示出了根据第四实施方式的矩形环状CP天线的模拟和测量的反射系数。

图23示出了根据第四实施方式的矩形环状CP天线的模拟和测量的增益和轴比。

图24示出了根据第四实施方式的在2.45GHz测量的在不同仰角下的轴比。

图25(a)、图25(b)和图25(c)示出了根据第四实施方式的RHCP‘拳击台’式CP天线在2.45GHz测量的辐射方向图。

图26(a)和图26(b)分别示出了根据第五实施方式的天线1和天线2的模拟和测量的反射系数。

图27(a)和图27(b)分别示出了根据第五实施方式的天线1和天线2的模拟和测量的增益和轴比。

图28(a)和图28(b)分别示出了根据第五实施方式的天线1和天线2在2.45GHz测量的在不同仰角下的轴比。

图29(a)和图29(b)分别示出了根据第五实施方式的电容加载矩形环状CP天线1和天线2在2.45GHz测量的辐射方向图。

图30(a)示出了天线1在2.45GHz模拟的RHCP和LHCP辐射方向图，图30(b)示出了根据第五实施方式的天线1在2.45GHz测量的RHCP和LHCP辐射方向图。

图31(a)示出了天线2在2.45GHz模拟的RHCP和LHCP辐射方向图，图31(b)示出了根据第五实施方式的天线2在2.45GHz测量的RHCP和LHCP辐射方向图。

图32(a)示出了根据本申请一个实施方式的双极化天线。

图32(b)示出了图32(a)所示的双极化天线的馈电设置。

图33(a)示出了根据本申请另一个实施方式的双极化天线。

图33(b)示出了图33(a)所示的双极化天线的馈电设置。

具体实施方式

根据本申请，提出了包括具有4条金属腿的有一定形状的金属贴片的圆极化天线。具体地，该天线包括接地平面、矩形贴片、4条腿、以及馈电结构，其中，矩形贴片设置成平行于接地平面，4条腿从贴片的4个角部垂直延伸，其中，一条腿的远端中的每个都固定至接地平面，馈电结构为贴片提供馈电接口。

本申请基于以下原理提出。对于给定的封装条件，电磁场在离散的频率谐振。每个频率下的电磁场的固有分布称为一个模式。贴片天线提供的封装条件在不同的贴片配置下可产生不同的模式。对于给定的贴片配置，贴片下方的电压分布是唯一的，并且与垂直极化的电场的强度分布成比例。本公开中提供的贴片天线配置支持在相同或者相近频率下工作的两个正交简并模，其电压分布在贴片的边缘处表现出四个零值。在本申请中，提出在这四个电压零值点处放置四个短接腿。两个正交简并模用来构造圆极化天线或双极化天线。

下面提供了一些实施方式。

实施方式1

图1示出了根据本申请的天线结构的一种实施方式。如图所示，该CP天线包括接地平面101、设置成平行于接地平面101的贴片102、从贴片垂直延伸(例如，从贴片的4个角部)的4条腿103以及配置成为贴片提供馈电的馈电结构，其中，4条腿103的远端都固定在接地平面101。馈电结构设置在沿贴片的对角线并接近一条腿的位置104处。馈电结构例如可为探针结构105。如图1所示，该贴片天线由一整片金属片构成。

如图所示，该CP天线为‘桌形’空气贴片(TAP)天线，其具有4条固有金属腿。4条腿设置在电压为零的位置处。4条金属腿自然地将矩形贴片支撑在空气中。矩形贴片的长度和宽度分别为Lp和Wp。4条金属腿位于贴片的4个角处、形成4个高度为Hp和薄宽度为Ws的短针。4条腿在空气中为矩形的‘桌’提供可靠的机械支撑。虽然假定了具有尺寸L×L的有限大地平面，但是，在实际设计中，L的实际尺寸并不关键。TAP CP天线能够由定位在沿贴片的对角线并距离一条腿的距离为Lf处的同轴探针来馈电。对于宽带TAP CP天线，贴片的高度Hp相对较大。下文中将对宽带TAP CP天线进行讨论。

为了研究TAP CP天线中的电磁场谐振模式，使用三维EM模拟仿真软件来计算该天线内部的电场分布。时谐场模拟能够提供在不同相位状态下的总场。从分别在0°和90°的相位状态获得的贴片下的总电场能够观察到，在该半开放贴片谐振器中有两个正交的TM₁₁₀谐振模式。这两个模式的相位相差90°，为CP天线提供了所需的相位条件。

图2(a)和图2(b)分别示出了用于通过同轴探针馈电的右旋圆极化(RHCP)TAP CP天线和左旋圆极化(LHCP)TAP CP天线的馈电布置。能够看出，LHCP TAP CP天线是RHCP TAP CP天线的镜像。在图2(a)和图2(b)中，Lp值应大于Wp值。图2(a)和图2(b)中的箭头分别示出了RHCP TAP CP天线和LHCP TAP CP天线中的馈电位置。

天线的尺寸可基于通过电磁场(EM)分析软件的模拟来设计。可根据诸如反射系数、峰值增益和轴比的一个或多个所需的参数来调节天线的尺寸。在天线的尺寸中，天线的横向尺寸被选择成确定天线的工作频率并在该频率天线的增益和轴比率达到最优。另外，馈电位置被选择成使得实现低反射系数从而实现良好的阻抗匹配。

例如，具有表1中列出的物理尺寸的TAP CP天线表现出良好的性能。

表I

图10示出了根据具有以上参数的实施方式的TAP CP天线的模拟和测量的反射系数。能够看出的是，天线在从2.38GHz至2.55GHz的带宽下均得到小于-10dB的反射系数。图11示出了TAP CP天线在不同频率下模拟和测量的峰值增益以及轴比。在可工作带宽内，模拟的峰值增益约为11.3dBi，而测量的增益约为11.1dBi。在2.43GHz至2.47GHz的范围，具有低于3dB的轴比带宽，其落在匹配的阻抗频率范围中。图12示出了TAP CP天线在2.45GHz测量的不同仰角下的轴比。图13(a)、图13(b)和图13(c)示出了RHCP TAP CP天线在2.45GHz的辐射方向图，其中，图13(a)示出了总增益，图13(b)示出了TAP RHCP和LHCP天线的模拟结果，而图13(c)示出了TAP RHCP和LHCP天线的测量结果。如图所示，模拟和测量还证明了所提出的CP-TAP天线具有圆极化天线应用的良好辐射性能。

实施方式2

图3示出了根据本申请的天线结构的另一种实施方式。与图1的CP天线相比，图3所示的实施方式2中的接地平面201、贴片202和腿203与图1所示的实施方式1中的接地平面101、贴片102和腿103类似，区别之处在于，根据如图3所示的实施方式还包括位于贴片202的中心处的十字形槽204。如图3所示，构成十字形槽的两个条状槽平行于贴片的两个相邻侧。如图所示，从馈电结构至贴片两侧的距离分别小于从两个条状槽至贴片的相应侧的距离。如图所示，连接于电缆206的馈电探针205设置在贴片的对角线上，到一条腿203的距离为Lf。

与在实施方式1中所提出的TAP CP天线相比，在实施方式2中所提出的具有十字形槽的TAP CP天线是尺寸减小版的TAP CP天线。具有十字形槽的TAP CP天线的尺寸和辐射性堪比传统的CP空气贴片天线。与TAP CP天线类似，十字形槽TAP CP天线包括切槽矩形贴片，该切槽矩形贴片利用在其4个角处的4条金属腿安装在长宽为L×L的导电地平面上，其中，该矩形贴片的长度和宽度分别为Lp和Wp。在贴片上切割有十字形槽，该十字形槽的水平长度和竖直长度分别为Lsh和Lsv。十字形槽宽度为Ws，宽度Ws对于天线的辐射性能不是非常关键。具有高度H和薄宽度Wl的4条金属腿为贴片提供稳定的机械支承。具有十字形槽的TAP CP天线能够通过同轴探针进行馈电，该同轴探针定位在沿贴片的对角线距离一条腿Lf距离处。

图4(a)和图4(b)示出了分别用于LHCP天线和RHCP天线的馈电点布置，其中，Lp的值应大于Wp的值。实际上，LHCP天线与RHCP天线之间的差异在于馈电探针位于沿顶部贴片的不同的对角线的相应位置上。图4(a)和图4(b)中的箭头分别示出了RHCP十字形槽TAP CP天线和LHCP十字形槽TAP CP天线中的馈电位置。

例如，具有表2中列出的物理尺寸的十字形槽TAP CP天线表现出良好的性能。

表2

应理解的是，天线的尺寸可基于通过EM软件的模拟来进行设计。天线的尺寸可进行调整，从而获得诸如反射系数、峰值增益和轴比最优的一个或多个所需的参数。

图14示出了根据具有以上参数的实施方式的十字形槽CP-TAP天线的模拟和测量的反射系数。

图15示出了十字形槽CP-TAP天线在不同频率下模拟和测量的峰值增益和轴比。

图16示出了在2.45GHz测量的不同仰角下的轴比。

图17(a)、图17(b)和图17(c)示出了十字形槽TAP LHCP天线在2.45GHz测量的辐射方向图，其中，图17(a)示出了总增益，图17(b)示出了该实施的RHCP和LHCP天线的模拟结果，而图17(c)示出了该实施的RHCP和LHCP天线的测量结果。

实施方式3

图5(a)至图5(c)示出了根据本申请的天线结构的一种宽带实施方式。与实施方式1中提出的CP天线相比，图5所示的实施方式3中的接地平面301、贴片302和腿303与图1所示的实施方式1中的接地平面101、贴片102和腿103类似，区别之处在于，在实施方式3中提出的天线中使用了不同的馈电结构，即，包括两个探针304和305。具体地，图5(a)示出了宽带TAP CP天线的配置；图5(b)示出了该天线的馈电结构(或馈电网络)；图5(c)示出了一种n形馈电探针。

如图5(b)所示，该馈电结构包括功率分配器(例如，Wilkinson功率分配器)、两个传输线路和两个n型探针304和305，其中，功率分配器用地面上的微带电路实现，两个传输线路连接至功率分配器，每个n形探针中的一端连接至一路传输线的一端，另一端焊接至一个不接地的焊盘上。两个n形探针中的每个的高度都小于贴片与接地基板之间的距离。两个传输线具有90度的相位差。

如图所示，接地基板具有尺寸L。实际上，天线的性能对于接地面的尺寸并不是很敏感。上部结构是典型TAP天线，其长度和宽度分别为Lp和Wp。顶部贴片由具有长度Hp和宽度Ws的4条接地金属腿支撑。与TAP CP天线相比，这种TAP CP天线的工作频率带宽要宽得多。圆极化的类型(RHCP或LHCP)由两个传输线之间的相位差来确定。如果图5(b)中的传输线TL1的电长度比TL2大90度，那么该极化应为RHCP。n型探针是近似开路的四分之一波长谐振器。该探针的总长度(2hpd+lpd的)大约等于操作带的中心频率的四分之一波长。n形探针的开放端安装在焊盘上，焊盘提供稳定机构以支承馈电探针。该馈电探针以“n”形形状进行折叠并安装在接地面上。因而，该馈电探针排除了将同轴探针焊接至贴片，将限制天线带宽的、由同轴探针的电感引起的频率色散降至最小，并且提高了探针自身的机械强度。

天线的尺寸可通过EM软件的模拟来设计。可调节天线的具体尺寸，从而获得使诸如反射系数、峰值增益和轴比最优的一个或多个所需的参数。

例如，具有表3中列出的物理尺寸的宽带TAP CP天线表现出良好的性能。

表3

图18示出了根据具有以上参数的实施方式的宽带TAP天线的模拟的和测量的反射系数。图19示出了宽带TAP天线在不同频率的模拟和测量的峰值增益和轴比。图20(a)示出了宽带TAP天线在不同频率的模拟辐射方向图；而图20(b)示出了宽带TAP天线在不同频率的测量的辐射方向图。图21(a)示出了宽带TAP天线在不同频率的模拟轴比；图21(b)示出了宽带TAP天线在不同频率的测量轴比。

实施方式4

图6示出了根据本申请的天线结构的另一种实施方式。与实施方式1的CP天线相比，图6所示的实施方式4中的接地平面401和腿403与图1所示的实施方式1中的接地平面101和腿103类似，区别之处在于，如图6所示，根据实施方式4的CP天线具有形状为矩形环或“拳击台”形状的贴片402。在根据该实施方式的天线中，两个等腰三角形角部分别被***贴片的对角线上，从而形成贴片的两个斜切角部。馈电结构(例如，连接于电缆406的探针405)设置在沿贴片对角线上并在两个斜切角部中的一个中或接近两个斜切角部中的一个的位置404处。矩形环CP天线具有重量轻和占用空间小的优点。

矩形环天线由金属制成。与实施方式1中提出的TAP CP天线相比，实施方式1的顶部矩形贴片由金属矩形环替代，其长度和宽度分别为Lp和Wp，并且该环的宽度为W。位于角部上的4条金属腿是天线的固有部分，并且能够用于在空气中支承该环。短针的长度和宽度分别为H、Ws。天线的馈电位置沿该矩形环的对角线，并且距一个金属腿的距离为Lf。两个等腰三角形金属角部能够被***至对角线上的斜切角部，用于阻抗匹配和轴比(AR)的调谐。

图7(a)和图7(b)分别示出了矩形环天线的LHCP天线和RHCP天线的馈电布置。LHCP天线与RHCP天线之间的差异在于馈电探针位于沿矩形环的不同的对角线的相应位置上，其中，Lp应大于Wp。图7(a)和图7(b)中的箭头分别示出了RHCP“拳击台”形状的TAP CP天线和LHCP“拳击台”形状的TAP CP天线中的馈电位置。

天线的尺寸可基于通过EM软件的模拟来设计。可调节天线的具体尺寸，从而获得诸如反射系数、峰值增益和轴比最优的一个或多个所需的参数。

例如，具有表4中列出的物理尺寸的拳击台TAP CP天线表现出良好的性能。

表4

图22示出了根据具有以上参数的实施方式的矩形环CP天线的模拟的和测量的反射系数。图23示出了‘拳击台’CP天线在不同频率下模拟和测量的峰值增益和轴比。图24示出了在2.45GHz测量的不同仰角下的轴比。图25(a)、图25(b)和图25(c)示出了RHCP矩形环CP天线在2.45GHz的辐射方向图，其中，图25(a)示出了总增益，图25(b)示出了基于该实施方式的RHCP和LHCP天线的模拟结果，而图25(c)示出了基于该实施方式的RHCP和LHCP天线的测量结果。

实施方式5

图8示出了根据本申请的天线结构的另一种实施方式。与具有连续矩形环的实施方式4的CP天线相比，实施方式5中提出的天线具有由4个L形条502形成的矩形环，这4个L形条中的每两个之间电容耦合并且部分重叠，从而形成该环的一侧。等腰三角形角部被***在贴片的对角线上，以使得在L形条中的一个中形成斜切角部。馈电结构被设置成沿对角线在斜切角部中或接近斜切角部的位置处为贴片馈电。图8所示的实施方式5中的接地平面501、腿503、馈电位置504、馈电结构505和线缆506与图6所示的实施方式4中的的接地平面401、腿403、馈电位置404、馈电结构405和线缆406类似。

所提出的天线包括矩形环以及在该矩形环的角部中的4条金属腿。每个边缘均由两个长度为L1和L2的电容性联接的带组成。该带的宽度为W。两个条的重叠部分分别为Lo1和Lo2。重叠条带的间隙尺寸为s。所提出的天线的工作频率由尺寸L1、L2、Lo1和Lo2控制。具有高度H和薄宽度ws的4条接地腿可靠地支撑分段的环结构。馈电点在沿该矩形环的对角线上，并且与其中一条腿的距离为Lf。通过电容加载的环结构，所提出的天线的辐射增益可通过改变该环的尺寸来修改，而工作频率变化不大。

图9(a)和图9(b)示出了LHCP和RHCP电容加载的矩形环CP天线。LHCP和RHCP天线之间的差异在于相应的馈电点位于矩形环的不同的对角线上。图9(a)和图9(b)中的箭头分别示出了根据实施方式5的RHCP“拳击台”形状的TAP CP天线和LHCP“拳击台”形状的TAPCP天线中的馈电位置。

天线的尺寸可基于通过EM软件的模拟来设计。可调节天线的具体尺寸，从而获得诸如反射系数、峰值增益和轴比最优的一个或多个所需的参数。

例如，具有表5中列出的物理尺寸的两个拳击台TAP CP天线(即Ant_1和Ant_2)表现出良好的性能。

表5

图26(a)和图26(b)分别示出了天线1和天线2的模拟和测量的反射系数。图27(a)和图27(b)分别示出了天线1和天线2的模拟和测量的增益和轴比。图28(a)和图28(b)分别示出了天线1和天线2在2.45GHz测量的不同仰角下的轴比。图29(a)和图29(b)分别示出了电容性加载的矩形环CP天线1和天线2在2.45GHz的辐射方向图。图30(a)示出了天线1在2.45GHz的模拟的RHCP和LHCP天线的辐射方向图，并且图30(b)示出了天线1在2.45GHz的测量的RHCP和LHCP天线的辐射方向图。图31(a)示出了天线2在2.45GHz模拟的RHCP天线和LHCP天线的辐射方向图，并且图31(b)示出了天线2在2.45GHz测量的RHCP天线和LHCP天线的辐射方向图。

实施方式6

根据本申请的天线结构的另一种实施方式可以实现一种双极化天线。将实施方式3中的两个n型探针的端口分别连接至两个不同信号的收发机，可以通过该天线独立发射和接收两组不同极化的信号，从而构成一个连接至两个不同收发机的双极化天线。图32(a)示出了根据实施方式6的双极化天线的示例性结构。图32(b)示出了实施方式6的双极化天线的馈电结构。如图所示，与实施方式3相比，实施方式6的双极化天线使用的馈电网络包括两组馈电结构。具体地，探针604和605构成第一组馈电结构，探针606和607构成第二组馈电结构。实施方式6中的接地平面601、贴片602和腿603与实施方式3中的接地平面301、贴片302和腿303类似。

如图所示，本实施方式中的馈电结构还包括位于接地平面的两个巴伦(balun)，用于将输入信号等量划分为两个幅度相等但相位相差180度的信号。该馈电结构还包括连接于每个探针的传输线。每个传输线的一端连接于对应的探针，另一端连接于巴伦的两个端口中的一个。每个探针的一端连接于对应的传输线，另一端垂直连接于接地平面上的焊盘。在此实施方式中，将实施方式3中的两个n型探针的端口分别连接两段等相位的传输线，再通过一个功率分配器合为一路信号，从而构成一个连接至同一收发机的双极化天线。

实施方式7

图33(a)示出了根据实施方式7的“拳击台形”双极化天线的示例性结构。图33(b)示出了实施方式7的该双极化天线的馈电结构。如图所示，与实施方式4相比，实施方式7的双极化天线使用的馈电网络包括两组馈电结构。具体地，探针704和705构成第一组馈电结构，探针706和707构成第二组馈电结构。实施方式7中的接地平面701、贴片702和腿703与实施方式4中的接地平面401、贴片402和腿403类似。

如图所示，本实施方式中的馈电结构还包括位于接地平面的两个巴伦(balun)，用于将输入信号等量划分为两个幅度相等但相位相差180度的信号。该馈电结构还包括连接于每个探针的传输线。每个传输线的一端连接于对应的探针，另一端连接于巴伦的两个端口中的一个。每个探针的一端连接于对应的传输线，另一端垂直连接于接地平面上的焊盘。在此实施方式中，将实施方式4中的两个n型探针的端口分别连接两段等相位的传输线，再通过一个功率分配器合为一路信号，从而构成一个连接至同一收发机的双极化天线。

虽然已经对本发明的优选实施方式进行了描述，但是本领域技术人员在了解了一些基本的发明构思后就可以进行许多修改和变化。所附权利要求旨在被理解为包括这些优选的实施方式以及落在本发明的范围内的所有变化和修改。

将对本领域技术人员显而易见的是，可对本发明进行各种修改和变化而不脱离本发明的精神和范围。因为，如果任何修改和变化落在本发明的精神和原则中，那么本发明旨在包括这些修改和变化。

Claims (16)

1.一种空气贴片微带天线，包括：

接地平面；

贴片，设置成平行于所述接地平面；

4条天线固有的金属腿，从所述贴片垂直延伸至所述接地平面，其中，所述4条金属腿的远端均机械连接至且电连接至所述接地平面；以及

馈电结构，构成为所述天线提供信号的接口。

2.如权利要求1所述的天线，其中，所述贴片为矩形，并且所述馈电结构被布置成在沿所述贴片的对角线的馈电位置处为所述贴片馈电。

3.如权利要求2所述的天线，其中，所述馈电位置接近所述金属腿中的一个。

4.如权利要求1所述的天线，其中，所述馈电结构是同轴探针。

5.如权利要求1所述的天线，其中，所述贴片是整片金属贴片。

6.如权利要求2所述的天线，其中，通过所述贴片上切割有十字形槽，所述十字形槽的交点位于所述贴片的中心，并且所述十字形槽的两条交叉线分别平行于所述贴片的两个相邻侧。

7.如权利要求6所述的天线，其中，从馈电位置至所述贴片的两侧的距离分别小于从所述十字形槽的两条交叉线至所述贴片的相应侧的距离。

8.如权利要求2所述的天线，其中，所述馈电结构包括位于所述接地平面上的功率分配器、连接至所述功率分配器且从所述功率分配器延伸的两个传输线路以及两个n形探针，其中，所述两个n形探针中的每个都具有连接至所述两个传输线路中之一的一个端部以及焊接至所述接地平面上的非接地焊盘的另一端部用以提供机械支撑。

9.如权利要求8所述的天线，其中，所述两个传输线的路径差提供90度的相位差。

10.如权利要求1所述的天线，其中，所述贴片为矩形环形状。

11.如权利要求10所述的天线，其中，两个等腰三角形角部分***在所述贴片的对角线上，以使得形成所述贴片的两个斜切角部。

12.如权利要求11所述的天线，其中，所述馈电结构设置成沿所述对角线在所述两个斜切角部中的一个中或接近所述两个斜切角部的一个的位置处为所述贴片馈电。

13.如权利要求10所述的天线，其中，所述矩形环是连续的。

14.如权利要求10所述的天线，其中，所述矩形环由4个L形条带形成，所述4个L形条带中的每两个均电容耦合并且部分重叠以形成所述矩形环的一侧。

15.如权利要求14所述的天线，其中，在所述贴片的对角线上***有等腰三角形角部，以使得在所述L形条带中的一个中形成斜切角部。

16.如权利要求15所述的天线，其中，所述馈电结构设置成沿所述对角线在所述斜切角部中或接近所述斜切角部的位置处为所述贴片馈电。