一种金属宽带圆极化贴片天线及通信设备

摘要

本发明公开了一种金属宽带圆极化贴片天线及通信设备，贴片天线包括间隔且平行设置的金属地板和金属贴片天线，金属贴片天线在TM11模式下工作，金属地板与金属贴片天线之间设置有金属短路单元，金属短路单元设置于金属贴片天线电场为零的位置，金属短路单元将金属贴片天线划分为至少两个区域，相邻区域表面电流方向具有90°相位差，至少两个区域形成并联谐振器结构。通过在金属地板与金属贴片天线之间设置金属短路单元，有效拓展了低剖面单贴片圆极化天线的带宽，满足了天线的小型化要求，实现了贴片天线的全金属结构，金属短路单元不但起到支撑金属贴片天线的作用，使天线结构稳定，还用于调节天线各部分之间的耦合，显著改善了天线的性能。

权利要求

1.一种金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，包括间隔且平行设置的金属地板和金属贴片天线，所述金属贴片天线在TM11模式下工作，所述金属地板与所述金属贴片天线之间设置有金属短路单元，所述金属短路单元设置于所述金属贴片天线电场为零的位置，所述金属短路单元将所述金属贴片天线划分为至少两个区域，相邻所述区域表面电流方向具有

90°相位差，所述至少两个区域形成并联谐振器结构。

2.根据权利要求1所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属短路单元包括：两端分别连接于所述金属贴片天线和金属地板的第一短路片组、与所述第一短路片组垂直设置的第一短路片和第二短路片组以及与所述第一短路片垂直设置的第三短路片组；

所述第一短路片组、第二短路片组、第三短路片组和第一短路片将所述金属贴片天线划分为4个区域，所述4个区域形成4个并联谐振器。

3.根据权利要求2所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一短路片组包括间隔设置的第二短路片和第三短路片，所述第三短路片垂直连接于所述第一短路片，所述第二短路片与所述第三短路片之间形成有第一耦合窗口；所述第二短路片组包括间隔设置的第四短路片和第五短路片，所述第五短路片垂直连接于所述第三短路片，所述第四短路片与所述第五短路片之间形成有第二耦合窗口；所述第三短路片组包括间隔设置的第六短路片和第七短路片，所述第七短路片垂直连接于所述第一短路片、第五短路片，所述第六短路片与所述第七短路片之间形成有第三耦合窗口。

4.根据权利要求3所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一耦合窗口的尺寸大于所述第二耦合窗口的尺寸，所述第二耦合窗口的尺寸大于所述第三耦合窗口的尺寸。

5.根据权利要求3或4所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属地板与所述金属贴片天线的间距小于0.05λ0，其中，λ0为中心频率下的真空波长。

6.根据权利要求5所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述金属贴片天线的外周由顺次设置的第一正交边组、第一连接段、第二正交边组、第二连接段、第三正交边组、第三连接段、第四正交边组和第四连接段围合而成。

7.根据权利要求6所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一正交边组包括第一边，与所述第一边垂直连接的第二边，所述第一连接段垂直连接于所述第二边；所述第二正交边组包括垂直连接于所述第一连接段的第三边，与所述第三边垂直连接的第四边，所述第二连接段垂直连接于所述第四边；所述第三正交边组包括垂直连接于所述第二连接段的第五边，与所述第五边垂直连接的第六边，所述第三连接段垂直连接于所述第六边；所述第四正交边组包括垂直连接于所述第三连接段的第七边，与所述第七边垂直连接的第八边，所述第四连接段垂直连接于所述第八边和第一边；所述第二短路片连接于所述第一连接段，所述第四短路片连接于所述第二连接段，所述第六短路片连接于所述第三连接段，所述第一短路片连接于所述第四连接段。

8.根据权利要求7所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，所述第一边、第二边、第三边、第四边、第五边、第六边、第七边、第八边的长度相同，且所述长度为0.214‑0.414λ0，其中，λ0为中心频率下的真空波长。

9.根据权利要求8所述的金属宽带圆极化贴片天线，其特征在于，还包括馈电单元，所述第一短路片组、第二短路片组、第三短路片组和第一短路片将所述金属贴片天线划分为4个正方形区域，所述馈电单元位于一正方形区域的一条对角线上，相邻正方形区域内的电流方向具有90°相位差。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1‑9任一项所述的金属宽带圆极化贴片天线。

说明书

一种金属宽带圆极化贴片天线及通信设备

技术领域

[0001] 本发明属于微波通信技术领域，涉及一种圆极化贴片天线及通信设备，具体地说涉及一种金属宽带圆极化贴片天线及通信设备。

背景技术

[0002] 现代通信系统需要在复杂的环境和条件下实现稳定的通信，这对天线的稳定性和抗干扰性有着很高的要求，圆极化天线由于具有可以接受任意极化的电磁波从而避免极化损失，且可抑制多径散射和多径干扰等优势，具有良好的稳定性和可靠性，从而成为了卫星通信、遥感、全球定位系统等通信领域重要的器件之一。其中，圆极化贴片天线由于具有尺寸小、重量轻、低剖面、易于加工、对天气环境适用性强等特点，得到了越来越多的关注。

[0003] 但是，贴片天线属于谐振型天线，其存在固有带宽窄，难以满足现代通信系统对工作带宽的要求。目前拓展圆极化贴片天线的带宽的方式主要有以下两种：利用额外的馈电网络提供宽带的两路等幅度和90°相位差信号激励一个贴片天线；或者通过馈电网络产生四路等幅度和相位依次为0°、90°、180°和270°的信号激励多个贴片天线单元。但是这两种技术方案都存在导致天线整体尺寸增大的问题，无法满足对天线的小型化要求。另外，利用单个贴片天线设计圆极化，可以通过增加介质层厚度来拓展带宽，但是天线的整体高度增加，难以适用于低剖面应用。因此，保持低剖面，在单个贴片天线上设计宽带圆极化天线是当前的技术难点之一。

[0004] 此外，在卫星通信和太空探索等应用中，存在环境恶劣的问题，天线往往需承受高温、高功率或低温等，在此类特定应用下，往往需要采用全金属材质的贴片天线，对于全金属材质的贴片天线，天线的辐射单元与地板之间为空气介质层，为实现这种结构，需在辐射单元与地板之间设置支撑结构，目前金属圆极化贴片天线存在支撑结构对天线性能存在不良影响的技术问题。如何使支撑结构不影响天线性能，甚至利用支撑结构改善天线性能是一种当前亟待解决的技术问题。

[0005] 有鉴于此，有必要对现有技术中的金属圆极化贴片予以进一步改进。

发明内容

[0006] 为此，本发明所要解决的技术问题在于传统金属圆极化贴片天线尺寸大、难以适应低剖面应用，且支撑结构易导致天线性能不佳，从而提出一种尺寸小、性能优异的金属宽带圆极化贴片天线及通信设备。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

[0008] 本发明第一方面提供一种金属宽带圆极化贴片天线，其包括间隔且平行设置的金属地板和金属贴片天线，所述金属贴片天线在TM11模式下工作，所述金属地板与所述金属贴片天线之间设置有金属短路单元，所述金属短路单元设置于所述金属贴片天线电场为零的位置，所述金属短路单元将所述金属贴片天线划分为至少两个区域，相邻所述区域表面电流方向具有90°相位差，所述至少两个区域形成并联谐振器结构。

[0009] 作为优选，所述金属短路单元包括：两端分别连接于所述金属贴片天线和金属地板的第一短路片组、与所述第一短路片组垂直设置的第一短路片和第二短路片组以及与所述第一短路片垂直设置的第三短路片组；所述第一短路片组、第二短路片组、第三短路片组和第一短路片将所述金属贴片天线划分为4个区域，所述4个区域形成4个并联谐振器。

[0010] 作为优选，所述第一短路片组包括间隔设置的第二短路片和第三短路片，所述第三短路片垂直连接于所述第一短路片，所述第二短路片与所述第三短路片之间形成有第一耦合窗口；所述第二短路片组包括间隔设置的第四短路片和第五短路片，所述第五短路片垂直连接于所述第三短路片，所述第四短路片与所述第五短路片之间形成有第二耦合窗口；所述第三短路片组包括间隔设置的第六短路片和第七短路片，所述第七短路片垂直连接于所述第一短路片、第五短路片，所述第六短路片与所述第七短路片之间形成有第三耦合窗口。

[0011] 作为优选，所述第一耦合窗口的尺寸大于所述第二耦合窗口的尺寸，所述第二耦合窗口的尺寸大于所述第三耦合窗口的尺寸。

[0012] 作为优选，所述金属地板与所述金属贴片天线的间距小于0.05λ0，其中，λ0为中心频率下的真空波长。

[0013] 作为优选，所述金属贴片天线的外周由顺次设置的第一正交边组、第一连接段、第二正交边组、第二连接段、第三正交边组、第三连接段、第四正交边组和第四连接段围合而成。

[0014] 作为优选，所述第一正交边组包括第一边，与所述第一边垂直连接的第二边，所述第一连接段垂直连接于所述第二边；所述第二正交边组包括垂直连接于所述第一连接段的第三边，与所述第三边垂直连接的第四边，所述第二连接段垂直连接于所述第四边；所述第三正交边组包括垂直连接于所述第二连接段的第五边，与所述第五边垂直连接的第六边，所述第三连接段垂直连接于所述第六边；所述第四正交边组包括垂直连接于所述第三连接段的第七边，与所述第七边垂直连接的第八边，所述第四连接段垂直连接于所述第八边和第一边；所述第二短路片连接于所述第一连接段，所述第四短路片连接于所述第二连接段，所述第六短路片连接于所述第三连接段，所述第一短路片连接于所述第四连接段。

[0015] 作为优选，所述第一边、第二边、第三边、第四边、第五边、第六边、第七边、第八边的长度相同，且所述长度为0.214‑0.414λ0，其中，λ0为中心频率下的真空波长。

[0016] 作为优选，还包括馈电单元，所述第一短路片组、第二短路片组、第三短路片组和第一短路片将所述金属贴片天线划分为4个正方形区域，所述馈电单元位于一正方形区域的一条对角线上，相邻正方形区域内的电流方向具有90°相位差。

[0017] 本发明第二方面提供一种通信设备，其包括所述的金属宽带圆极化贴片天线。

[0018] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

[0019] 本发明提供的金属宽带圆极化贴片天线，包括间隔且平行设置的金属地板和金属贴片天线，金属贴片天线在TM11模式下工作，金属地板与金属贴片天线之间设置有金属短路单元，金属短路单元设置于金属贴片天线电场为零的位置，金属短路单元将金属贴片天线划分为至少两个区域，相邻所述区域表面的电流方向具有90°相位差，至少两个区域形成并联谐振器结构。通过在金属地板与金属贴片天线之间设置金属短路单元，且金属短路单元设置于金属贴片天线电场为零的位置，不会影响金属贴片天线的电场分布，有效拓展了低剖面单贴片圆极化天线的带宽，尤其是在轴比响应中实现了3个极小值频点，拓展了轴比带宽，满足了天线的小型化要求，同时，实现了贴片天线的全金属结构，金属短路单元不但起到支撑金属贴片天线的作用，使天线结构稳定，还用于调节天线各部分之间的耦合，显著改善了天线的性能。

附图说明

[0020] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

[0021] 图1是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的结构示意图；

[0022] 图2是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的主视图；

[0023] 图3是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的截面示意图；

[0024] 图4是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的表面电流方向示意图；

[0025] 图5是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的等效电路图；

[0026] 图6本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的反应系数响应曲线图；

[0027] 图7是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的轴比响应曲线图；

[0028] 图8是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的增益响应曲线图；

[0029] 图9是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的在1.58 GHz的Phi=0°切面的方向图；

[0030] 图10是本发明实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的在1.58 GHz的Phi=90°切面的方向图。

[0031] 图中附图标记表示为：1‑金属地板；2‑金属贴片天线；201‑第一正交边组；2011‑第一边；2012‑第二边；202‑第一连接段；203‑第二正交边；2031‑第三边；2032‑第四边；204‑第二连接段；205‑第三正交边组；2051‑第五边；2052‑第六边；206‑第三连接段；207‑第四正交边组；2071‑第七边；2072‑第八边；208‑第四连接段；3‑第一短路片；4‑第二短路片；5‑第三短路片；6‑第四短路片；7‑第五短路片；8‑第六短路片；9‑第七短路片；10‑馈电单元；1001‑外导体；1002‑内导体。

具体实施方式

[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0033] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0034] 本发明的“第一”、 “第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

[0035] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0036] 实施例

[0037] 本实施例提供一种金属宽带圆极化贴片天线，请参阅图1‑图3，该金属宽带圆极化贴片天线包括：间隔且平行设置的金属地板1和金属贴片天线2，金属贴片天线2在TM11模式下工作，金属地板1与金属贴片天线2之间具有空气介质层，金属地板1与金属贴片天线2之间还设置有金属短路单元，且金属短路单元设置于金属贴片天线2电场为零的位置，金属短路单元一端连接于金属地板1、另一端连接于金属贴片天线2，将金属贴片天线2支撑于金属地板1，同时，金属短路单元将金属贴片天线2划分为至少两个区域，且相邻区域的表面电流方向具有90°相位差，至少两个区域形成了并联谐振器结构。

[0038] 本实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线，金属贴片天线2工作在TM11模式，从而金属贴片天线2的电场呈对称分布，通过在金属地板1与金属贴片天线2之间设置金属短路单元，且金属短路单元设置于金属贴片天线2电场为零的位置，使得金属短路单元不影响金属贴片天线2的电场分布。金属短路单元将金属贴片单元2划分为至少两个区域，相邻区域表面的电流方向具有90°相位差，使天线整体的辐射远场具有正交辐射电场，实现了圆极化辐射。该金属宽带圆极化贴片天线有效拓展了低剖面单贴片圆极化天线的带宽，尤其是在轴比响应中实现了3个极小值频点，拓展了轴比带宽，满足了天线的小型化要求，同时，实现了贴片天线的全金属结构，金属短路单元不但起到支撑金属贴片天线的作用，使天线结构稳定，还用于调节天线各部分之间的耦合，显著改善了天线的性能。

[0039] 如图1‑图2所示，为使金属短路单元在实现良好的支撑作用、使贴片天线结构稳固的同时，还能起到改善天线性能的作用，本实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线中，金属短路单元包括：两端分别连接于金属地板1和金属贴片天线2的第一短路片组、与第一短路片组垂直设置的第一短路片3和第二短路片组，还包括与第一短路片3垂直设置的第三短路片组，其中，第一短路片组、第二短路片组、第三短路片组和第一短路片将金属贴片单元2划分为4个区域，其中，相邻的两个区域表面电流具有90°相位差，且4个区域形成4个并联谐振器。

[0040] 具体地，第一短路片组包括间隔设置的第二短路片4和第三短路片5，其中，第三短路片5垂直连接于第一短路片3，第二短路片4和第三短路片5之间的间隔形成有第一耦合窗口。第二短路片组包括间隔设置的第四短路片6和第五短路片7，其中，第五短路片7垂直连接于第三短路片5，且第五短路片7连接于第一短路片3的端部，第四短路片6与第五短路片7之间的间隔形成有第二耦合窗口。第三短路片组包括间隔设置的第六短路片8和第七短路片9，其中，第七短路片9垂直连接于第一短路片3和第五短路片7，且第七短路片9连接于第三短路片5的端部，第六短路片8与第七短路片9之间的间隔形成有第三耦合窗口。第一耦合窗口的尺寸大于第二耦合窗口的尺寸，且第二耦合窗口的尺寸大于第三耦合窗口的尺寸。

[0041] 金属地板1与金属贴片天线2之间的间距（即空气介质层的厚度）小于0.05λ0，其中，λ0为中心频率下的真空波长，本实施例中，金属地板1与金属贴片天线2之间的间距为0.016λ0。

[0042] 如图所示，本实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线中，金属贴片天线2的外周由顺次设置的第一正交边组201、第一连接段202、第二正交边组203、第二连接段204、第三正交边组205、第三连接段206、第四正交边组207和第四连接段208围合而成。

[0043] 其中，第一正交边组201包括第一边2011、与第一边2011垂直连接的第二边2012，第一连接段202的一端垂直连接于第二边2012。第二正交边组203包括垂直连接于第一连接段202另一端的第三边2031，与第三边2031垂直连接的第四边2032，第四边2032远离第三边2031的一端垂直连接有第二连接段204。第三正交边组205包括垂直连接于第二连接段204远离第四边2032一端的第五边2051和与第五边2051垂直连接的第六边2052，第六边2052远离第五边2051的一端垂直连接有第三连接段206。第四正交边组207包括垂直连接于第三连接段206远离第六边2052一端的第七边2071和与第七边2071垂直连接的第八边2072，第八边2072远离第七边2071的一端垂直连接有第四连接段208，第四连接段208的另一端垂直连接于第一边2011，从而形成闭合的金属贴片天线2的外周轮廓。

[0044] 第二短路片4连接于第一连接段202，沿第一连接段202的长度方向，第三短路片5与第二短路片4间隔设置，形成第一耦合窗口；第四短路片6连接于第二连接段204，沿第二连接段204的长度方向，第五短路片7与第四短路片6间隔设置，形成第二耦合窗口；第六短路片8连接于第三连接段206，沿第三连接段206的长度方向，第七短路片9与第六短路片8间隔设置，形成第三耦合窗口；第一短路片3一端连接于第四连接段208，另一端沿第四连接段208的长度方向延伸至第五短路片7。

[0045] 第一正交边组201、第二正交边组203、第三正交边组205、第四正交边组207中的各组正交边的长度可单独调节，从而优化天线性能以满足不同需求。

[0046] 本实施例中优选地，第一正交边组201、第二正交边组203、第三正交边组205、第四正交边组207中的正交边长度均相同，即第一边2011、第二边2012、第三边2031、第四边2032、第五边2051、第六边2052、第七边2071、第八边2072的长度相同。从而，金属贴片天线2被第一连接段202、第二连接段204、第三连接段206、第四连接段208的延伸线分隔为4个正方形单元。

[0047] 由于第一边2011、第二边2012、第三边2031、第四边2032、第五边2051、第六边2052、第七边2071、第八边2072的长度相同，为0.214‑0.414λ0，λ0为中心频率下的真空波长，本实施例中优选地，上述各边的边长为0.314λ0。第一短路片3、第二短路片4与第三短路片5的连线、第四短路片6与第五短路片7的连线、第六短路片8与第七短路片9的连线以及上述正交边将金属贴片天线2划分为4个正方形区域，第一短路片3、第四短路片6、第五短路片7位于金属贴片天线2的一条中心线下方，第二短路片4、第三短路片5、第六短路片8与第七短路片9位于金属贴片天线2的另一条中心线下方，金属贴片天线2工作在TM11模式，电场呈对称分布，具有上述结构的金属贴片天线2的四角处电场最大，两条中心线下方的电场为零，从而在中心线下方设置短路单元不会影响贴片天线的电场分布。

[0048] 本实施例中，第一短路片3、第二短路片4、第三短路片5、第四短路片6、第五短路片7、第六短路片8与第七短路片9均为矩形金属片，且优选为矩形铜片，矩形铜片的上下两端分别垂直连接于金属贴片天线2和金属地板1，形成金属短路单元垂直于金属地板1和金属贴片天线2的结构。金属地板1也为矩形结构，且优选为正方形金属片，金属贴片天线2设置于金属地板1的中央位置，且金属地板1、金属贴片天线2的材质也优选为铜。

[0049] 本实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线还包括一馈电单元10，该馈电单元位于一正方形区域内，且位于正方形区域的一条对角线上。具体而言，本实施例中，馈电单元10设置于由第一正交边组201、第一短路片组和第一短路片3围合形成的正方形区域内。其中，馈电单元10采用同轴接头，其包括外导体1001和内导体1002，其中，外导体1001与金属地板1连接，内导体1002与金属贴片天线2连接。

[0050] 本实施例还提供一种通信设备，其包括上述金属宽带圆极化贴片天线。

[0051] 本实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线，其工作在TM11模式，此时电场呈对称分布，如图所示的金属宽带圆极化贴片天线的四组正交边的夹角处（金属贴片天线2的四角）处电场最大，金属贴片天线2的横纵两条中心线下方的电场为零，因此在金属贴片天线2的两条中心线下方设置金属短路单元，不影响天线的电场分布，同时本实施例提供的金属短路单元在金属贴片天线2的下方将金属贴片天线2分隔为4个正方形单元，如图4所示，金属贴片天线2合成的表面电流主要沿4个正方形单元的对角线从中心到外侧的四角分布，因此，相邻2个正方形单元的表面电流方向相互垂直。

[0052] 将每个正方形单元作为一个谐振模，该谐振模可以等效为电感、电容和电阻组成的有耗并联谐振器，如图5所示。

[0053] 另外，通过使第二短路片4与第三短路片5间隔设置，在第二短路片4与第三短路片5之间形成第一耦合窗口，该第一耦合窗口扰动了图4所示的金属贴片天线2左上角和右上角两个正方形单元的表面电流，调节了两个正方形单元的电流大小，同时引入了90度的相位差，该耦合窗口可等效为J变换器J12（如图5所示），该变换器可调节功率传输大小，同时引入圆极化辐射所需的90°相位差。

[0054] 通过使第四短路片6与第五短路片7间隔设置，使第四短路片6与第五短路片7之间形成第二耦合窗口，该第二耦合窗口扰动了图4所示的金属贴片天线2右上角和右下角两个正方形单元的表面电流，调节了两个正方形单元的电流大小，同时引入了90度的传输相位差，类似地，该耦合窗口可以等效为J变换器J23（如图5所示）。

[0055] 通过使第六短路片8与第七短路片9间隔设置，使第六短路片8与第七短路片9之间形成第三耦合窗口，该第三耦合窗口扰动了图4所示的金属贴片天线2左下角和右下角两个正方形单元的表面电流，调节了两部分电流大小，同时引入了90度传输相位差，该耦合窗口可等效为J变换器J34（如图5所示）。

[0056] 第一短路片3不具有耦合窗口，保证了图4所示的金属贴片天线2中左上角和左下角两个正方形单元的表面电流间互相无影响。

[0057] 另外，通过将馈电单元10正方形单元区域的一条对角线上，本实施例中，馈电单元10位于金属贴片天线2左上角正方形单元的对角线上，馈电单元10激励图4中所示的金属贴片天线2的左上角正方形单元的电流，金属贴片天线2中相邻两个正方形单元件的电流方向相互垂直并具有90°相位差，使得天线整体的辐射远场具有正交辐射电场，且具有90°的相位差，再通过调整上述耦合窗口的大小，保证正交辐射电场的幅度相等，实现圆极化辐射，其中，上述耦合窗口的尺寸均小于正方形单元的边长。四个正方形单元的边长可单独调节，以优化天线辐射性能和阻抗匹配。

[0058] 实验例

[0059] 测试实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的仿真反应系数响应曲线，测试结果如图6所示，从图中可以看出，该金属宽带圆极化贴片天线反射系数低于‑10dB的频率范围覆盖了1.46‑1.64GHz的范围，实现了宽带阻抗带宽的技术效果。

[0060] 测试实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的仿真轴比响应曲线，测试结果如图7所示，从图中可以看出，该金属宽带圆极化贴片天线的轴比相应中实现了3个极小值频点，有效拓展了圆极化天线的轴比带宽，3 dB轴比带宽的频率范围为1.535‑1.645 GHz。

[0061] 测试实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线的增益响应曲线，测试结果如图8所示，从图中可看出，该金属宽带圆极化贴片天线实现的最大增益可达10.2 dBic。

[0062] 测试实施例提供的金属宽带圆极化贴片天线在1.58 GHz的Phi=0°和Phi=90°切面的方向图，测试结果如图9‑图10所示，测试结果表明，该金属宽带圆极化贴片天线的最大辐射方向沿着贴片天线正上方，天线为左旋圆极化辐射，同时该天线实现了低交叉极化水平。

[0063] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。