[實(shí)用新型]寬帶定向微帶貼片天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220264778.X
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN202616409U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周健義;楊汶汶
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/08;H01Q21/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種寬帶定向微帶貼片天線。

背景技術(shù)

近年來，無線通信技術(shù)得到了快速發(fā)展，并獲得了廣泛應(yīng)用。天線是無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求低成本、易制作、易于與其他微波射頻平面電路集成的天線。目前低頻通信已經(jīng)趨向飽和，于是，高頻段、定向輻射、易制作、易集成的天線成為新的研究熱點(diǎn)之一。

微帶貼片可以實(shí)現(xiàn)垂直極化或者水平極化的定向輻射，單個(gè)微帶貼片輻射增益有限，可以采用串饋陣列或者并饋陣列提高輻射增益。但是微帶貼片天線具有極窄的頻帶，串饋技術(shù)不利于調(diào)整陣元的相位從而難以實(shí)現(xiàn)天線的波束下傾。

H形縫隙饋電結(jié)構(gòu)能有效的展寬帶寬，其饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射貼片由開縫金屬接地面隔開，饋線寄生輻射弱，交叉極化水平低。并聯(lián)縫隙饋電則可以靈活調(diào)整陣元的相位，實(shí)現(xiàn)天線的波束下傾。

現(xiàn)有的微帶貼片天線陣列多采用多層結(jié)構(gòu)，饋電網(wǎng)絡(luò)與開縫接地面之間用介質(zhì)板填充，而縫隙與輻射貼片間常用泡沫或者空氣作為填充以展寬帶寬，這種結(jié)構(gòu)增加了加工的復(fù)雜性，不利于天線的安裝固定。

在應(yīng)用于基站天線等場合中，天線多安置在高處，為了加強(qiáng)覆蓋區(qū)域信號強(qiáng)度，現(xiàn)在多采用機(jī)械下傾的方式，這種方式增加了安裝的復(fù)雜性。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種寬帶定向微帶貼片天線，加工簡單且易于安裝。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種寬帶定向微帶貼片天線，由下到上依次設(shè)有微帶饋線網(wǎng)絡(luò)、第一介質(zhì)層、金屬接地面、第二介質(zhì)層和輻射貼片陣列。

進(jìn)一步地，所述金屬接地面上開有若干H形的縫隙。

進(jìn)一步地，所述第一介質(zhì)層的背面還連接金屬反射板。更進(jìn)一步地，所述第一介質(zhì)層的背面與金屬反射板通過定距螺母相連。

進(jìn)一步地，所述微帶饋線網(wǎng)絡(luò)包括開路微帶饋線，該開路微帶饋線通過第一阻抗變換器與第一饋線相連，第一饋線通過第二阻抗變換器連接第二饋線，第二饋線還連接第三饋線，該第三饋線延伸至所述第一介質(zhì)層的一端；開路微帶饋線通過開縫對輻射貼片陣列耦合饋電。

進(jìn)一步地，還包括設(shè)在第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層一端的第一焊盤和第二焊盤，該第一焊盤、第二焊盤和金屬接地面的對應(yīng)位置設(shè)有若干金屬化通孔，第一焊盤和第二焊盤通過金屬化通孔與金屬接地面相連。

進(jìn)一步地，為實(shí)現(xiàn)波束下傾，所述第一饋線與第二阻抗變換器的連接點(diǎn)偏離第一饋線的中點(diǎn)，第二饋線與第三饋線的連接點(diǎn)偏離第二饋線的中點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料均相同。所述材料優(yōu)選泰康尼克。更優(yōu)選地，所述泰康尼克的介電常數(shù)為2.55。

有益效果：本實(shí)用新型基于印刷PCB工藝，采用具有垂直極化和水平極化定向輻射特性的微帶貼片輻射陣列，通過H形縫隙并聯(lián)饋電，設(shè)計(jì)出帶15°傾角的垂直極化和水平極化寬帶定向微帶貼片天線。

縫隙并饋微帶貼片陣列呈單板平面結(jié)構(gòu)，所用介質(zhì)層均為介電常數(shù)為2.55的Taconic(泰康尼克)，易于采用標(biāo)準(zhǔn)PCB工藝加工，加工精度高、成本低、安裝方便，易于批量生產(chǎn)。

輻射貼片陣列與微帶饋電網(wǎng)絡(luò)處于不同層，可以減小布板面積，易于靈活組陣；輻射貼片陣列與微帶饋電網(wǎng)絡(luò)之間的開縫的接地面的存在大大增加了輻射貼片陣列與微帶饋電網(wǎng)絡(luò)之間的隔離度；H形縫隙饋電的方式有效的展寬了工作帶寬，改善了交叉極化性能；輻射貼片陣列與微帶饋電網(wǎng)絡(luò)可以分開設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)步驟簡單。

垂直極化定向微帶貼片天線和水平極化定向微帶貼片天線的分別實(shí)現(xiàn)有效保證了極化分集，在基站天線應(yīng)用中，該天線因具有15°波束下傾，可避免安裝機(jī)械下傾裝置而采用直接懸掛或張貼固定，使得安裝簡單方便。

在高頻段，例如在C頻段，垂直極化和水平極化的寬帶定向微帶貼片天線具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為垂直極化寬帶微帶貼片天線整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為垂直極化寬帶微帶貼片天線各層平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為水平極化寬帶微帶貼片天線整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為水平極化寬帶微帶貼片天線各層平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例中工作在6-6.5GHz的垂直極化寬帶微帶貼片天線的輸入端口反射系數(shù)測試結(jié)果圖；

圖6為實(shí)施例中工作在6-6.5GHz的垂直極化寬帶微帶貼片天線的E面及H面輻射方向圖測試結(jié)果圖；