附图说明
图1是本发明实施例的SMA探针馈电形式的剖面结构示意图。
图2为本发明实施例的同轴线焊接馈电形式的剖面结构示意图。
图3为本发明实施例的馈电网络结构示意图。
图4为本发明实施例的金属辐射阵子的结构示意图。
图5为本发明实施例的金属辐射阵子的整体排布示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种圆极化宽带天线，包括绝缘介质板13、位于绝缘介质板13正面的馈电网络11、位于绝缘介质板13背面的金属底板12、以及安装于绝缘介质板13正面且与馈电网络11连接的四个金属辐射阵子15。
所述绝缘介质板13为矩形，为聚四氟乙烯板或FR-4绝缘板。
所述馈电网络11具有一个输入端和四个输出端，包括若干个相互连接的功分器和移相器，用于将从输入端输入的信号转化为四路等幅、相位差依次为90度的信号，分别从四个输出端输出给四个金属辐射阵子15。
所述金属底板12为覆铜层，连接到地。金属底板12是在绝缘介质板13的背面全部铺铜形成的，并设有馈电焊盘，能够使得馈电网络11呈共面波导的传输特性，增加信号稳定性。
具体地，如图3所示，所述馈电网络11由一个陶瓷功分器32、两个微带等功分器和三个微带移相器组成，均印刷在绝缘介质板13的正面。绝缘介质板13的中间设有馈电孔31，所述馈电孔31将绝缘介质板13贯通并与馈电网络11的输入端(即陶瓷功分器32的输入端)直接相连，便于放置馈电接头并用于馈入初始信号。由于陶瓷功分器32为四端口器件，在使用其他三个端口的时候要将第四端口进行负载匹配，本发明实施例中，使用50欧姆的电阻35进行负载匹配。
所述馈电网络11的输入端可通过SMA探针馈电或通过同轴线焊接馈电。如图1所示，为SMA探针的馈电方式，所述SMA探针14的馈电端从绝缘介质板13的背面贯穿馈电孔31，与馈电网络11的输入端电连接;SMA探针14的接地端与金属底板12电连接，并连接到地。如图2所示，为同轴线焊接的馈电方式，所述同轴线21的线芯从绝缘介质板13的背面贯穿馈电孔31，与馈电网络11的输入端电连接;同轴线21的外铜皮与金属底板12电连接，并连接到地。
如图3所示，初始信号通过陶瓷功分器32一分为二之后，一路信号直接进入第一微带功分器33进行等分，另一路信号经过第一微带移相器39进行90度移相后，进入第二微带功分器34进行等分;第一微带功分器33的一个输出端连接第二微带移相器41，第二微带功分器34的一个输出端连接第三微带移相器43，分别进行90度移相。最后，第二微带移相器41的输出端连接到馈电网络11的第一输出端44、第一微带功分器33的另一个输出端连接到馈电网络11的第二输出端45、第二微带功分器34的另一个输出端连接到馈电网络11的第三输出端47、第三微带移相器43的输出端连接到馈电网络11的第四输出端46;第一至第四输出端分别得到四路功率相等，相位差依次为90度的信号，并对称分布在绝缘介质板13上的四个角，分别对四个金属辐射阵子15馈电，从而实现天线的圆极化性能。
所述绝缘介质板13上还设有四个过孔，金属底板12通过四个过孔分别连接到位于绝缘介质板13正面的第一接地点48、第二接地点49、第三接地点51和第四接地点50。
作为改进，所述第一微带功分器33的两个输出端之间连接有第一隔离电阻37，第二微带功分器34的两个输出端之间连接有第二隔离电阻36，以此提高各路信号的隔离度。
优选地，在本发明实施例中，所述金属辐射阵子15为PIFA(Planar Inverted-F Antenna，平面倒F型天线)形式的阵子。如图4所示，PIFA形式的阵子包括垂直部分和水平部分，所述垂直部分的下端垂直固定于绝缘介质板13上，垂直部分的上端与水平部分连接，所述水平部分则与绝缘介质板13平行，整体形成一个躺倒的“F”的形状。所述金属辐射阵子15由PCB、不锈钢、洋白铜或其他金属导体材料制成。每个金属辐射阵子15有2个管脚，其中一个为馈电端口62，与第一输出端44、第二输出端45、第三输出端47或第四输出端46连接，用于馈电;另外一个为接地端口63，通过第一接地点48、第二接地点49、第三接地点51或第四接地点50连接到金属底板12，进而接地。四个PIFA形式的金属辐射振子15，一方面大大缩小了阵子长度，利于天线小型化，另一方面对天线的稳定性有很大提高。
所述四个金属辐射阵子15按照一定的顺序依次安装在绝缘介质板13正面的馈电网络11上，其高度可调。
具体地，在本发明实施例中，所述绝缘介质板13是矩形的，所述四个金属辐射阵子15在馈电网络11上方沿顺时针或逆时针方向围成一正方形，其中心为绝缘介质板13的中心，每一个金属辐射阵子15分别平行于矩形的一条边。
在本发明的另一个实施例中，所述绝缘介质板13还可以为圆形，所述四个金属辐射阵子15以绝缘介质板13的中心为中心，呈辐射状排列。
本发明提供的一种圆极化宽带天线，其工作频段可以是RFID的超高频，也可以是433MHz或2.4GHz等频段。可通过调节金属辐射阵子的长度和馈电网络上微带线宽度长度以及阵子距离地板的高度，来大范围或者小范围调节天线的工作频段。
同现有的技术相比较，本发明提供的一种圆极化宽带天线具有宽轴比带宽，圆极化，高增益，小型化，性能稳定，易于量产等优点。本发明不仅克服了单端口馈电的带宽窄，体积大的缺陷，而且简化了多端口馈电系统复杂的缺点，提高了性能，更加适合RFID行业的应用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
