[發明專利]貼片天線

在審

• 申請號: 201410090314.5
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104051855A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 薛泉;劉菊華
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q1/48
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;陳瀟瀟

技術領域

本發明涉及貼片天線，尤其涉及適用于但不專用于電信的貼片天線。

背景技術

單極天線被廣泛地用于無線通信中。然而，傳統的單極天線具有四分之一波長的高輪廓，這對于一些只有有限空間來覆蓋天線的設備和應用來說太高了。因此已經提出了很多單極貼片天線。在這一點上，雖然單極貼片天線可以產生垂直極化，但是單極貼片天線的增益低，尤其在水平平面中。

因此本發明的目的是提供貼片天線，可以減緩上述缺點，或者至少為商業和公眾提供有用的替代物。

發明內容

根據本發明，提供了貼片天線，包括：矩形貼片，以及接地面（ground?plane），該接地面與所述貼片基本平行并且通過介電材料片隔離，其中所述貼片具有彼此相對的第一較長邊和第二較長邊，以及彼此相對的第一較短邊和第二較短邊，其中鄰近所述貼片的所述第一較長邊提供了第一行過孔，鄰近所述貼片的所述第二較長邊提供了第二行過孔，鄰近所述貼片的所述第一較短邊供了第三行過孔，以及鄰近所述貼片的所述第二較短邊提供了第四行過孔，以及其中每個所述過孔延伸通過所述貼片、所述介電材料片以及所述接地面從而將所述天線短路。

附圖說明

本發明的優選實施方式將參考附圖僅以示例的方式進行描述，其中：

圖1A示出了根據本發明的優選實施方式的長矩形微帶貼片天線的主視圖；

圖1B示出了圖1A中所示的貼片天線的橫截面側視圖；

圖2示出了圖1A和1B中所示的天線的反射系數（S₁₁）的測量結果；

圖3示出了圖1A和1B中所示的天線的最大增益的仿真和測量結果；

圖4示出了圖1A和1B中所示的天線的仰角模式在5.65GHz的仿真和測量結果；以及

圖5示出了圖1A和1B中所示的天線的方位角模式在5.65GHz的仿真和測量結果。

具體實施方式

根據本發明的優選實施方式的長矩形微帶貼片天線在圖1A和1B中示出，并且通常被標記為10。簡單地說，天線10被構建在長微帶貼片天線上，該長微帶貼片天線具有短路該天線的導通過孔。

如圖1A和1B所示，天線10包括矩形接地面12和矩形貼片14，該矩形接地面12和矩形貼片14彼此平行并且通過用由介電材料制成的平面襯底16彼此隔離并與該平面襯底16接合。例如，襯底16可以是介電常數ε_r為2.33的印刷電路板（PCB）。貼片14在中心處被供應有50Ω的同軸傳輸線。接地面12可以是正方形形狀。

貼片14具有彼此相對并平行的一對較長的邊18a、18b，以及彼此相對并平行的一對較短的邊18c、18d。相鄰地沿著較長的邊18a提供有直的過孔20a行；相鄰地沿著較長的邊18b提供有直的過孔20b行；相鄰地沿著較短的邊18c提供有直的過孔20c行；以及相鄰地沿著較短的邊18d提供有直的過孔20d行。過孔20a行平行于過孔20b行，并且過孔20c行平行于過孔20d行。

過孔20a、20b、20c、20d中的每一者延伸通過接地面12、襯底16以及矩形貼片14，并且將接地面12與貼片14電導通，因而將天線10短路。過孔20a、20b、20c、20d可以由諸如銅線的電導材料線制成。

更具體地，天線10可以為如下尺寸：

a.過孔20c行和過孔20d行之間的距離L是62.4mm；

b.每個較短的邊18c、18d的長度W是30.4mm；

c.襯底16的厚度h是1.57mm；

d.過孔20a、20b、20c、20d中的每個過孔的直徑d是0.6mm；

e.過孔20a行和過孔20b行之間的距離s是16.8mm；

f.在沿著過孔20a行的連續過孔20a之間的距離p以及在沿著過孔20b行的連續過孔20b之間的距離p是3.9mm；

g.在沿著過孔20c行的連續過孔20c之間的距離p₁以及在沿著過孔20d行的連續過孔20d之間的距離p₁是1.5mm；以及

h.接地面12是正方形并且每個邊的長度是100mm。

圖2示出了貼片天線10的反射系數（S₁₁）的測量結果?！癏FSS”（最初代表“高頻結構仿真器”）是用于電磁結構的商業有限元方法解算機，并且是用于天線設計的商業工具。貼片天線10提供了大約12.8％的部分帶寬并且在從5.56GHz至6.3GHz的帶寬中工作。