[發明專利]一種寬帶容性饋電小型化微帶貼片天線

在審

• 申請號: 201510726323.3
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105244614A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 袁洪;祁崢東;肖鴻
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種寬帶容性饋電小型化微帶貼片天線，具有寬頻帶、小型化等特點，能夠廣泛應用于軍事通信和移動電子設備當中。

背景技術

微波集成電路技術的快速發展和新材料和新工藝的廣泛應用，促進了多功能、小型化電子設備的應用需求和技術發展。因此電子設備天線的寬頻帶和小型化研究就成為天線研究領域中的一個重要分支。

微帶貼片天線具有剖面低、加工制作方便、易于共形結構設計等諸多優點，小型化微帶貼片天線受到越來越多的關注和研究。隨著移動通信的迅速發展，出現各種微帶貼片天線小型化方法，主要有以下幾種措施：采用高介電常數基板是一種有效的方法；采用加載技術可以有效地在固定的工作頻率上縮小天線尺寸；采用曲流技術，主要包括貼片曲流方法和地板曲流方法；平面倒F和平面倒L天線設計等。

但是，微帶貼片天線的最大帶寬和增益決定于它的尺寸，減小天線尺寸會使天線的效率下降，工作帶寬變窄。在減小天線尺寸的同時，為了使天線實際可用，且天線輸入端口駐波比(VSWR)滿足要求，需要天線和負載之間的獲得良好的匹配，有效的方法之一是實現天線的自諧振，即在天線的工作頻率上天線的輸入阻抗呈純阻性。本發明在減小微帶貼片天線輻射貼片二維的尺寸同時，通過容性貼片耦合饋電，獲得良好的阻抗匹配，有效增加了工作帶寬。

發明內容

本發明的目的在于克服現有微帶貼片天線在兼顧寬頻帶和小型化方面的不足，提供一種寬帶容性饋電小型化微帶貼片天線，具有寬頻帶、低剖面、尺寸小、重量輕、易于加工的優點。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種寬帶容性饋電小型化微帶貼片天線，包括輻射貼片，容性耦合饋電貼片，接地板，金屬短路面，輻射貼片開槽，微帶介質基板，泡沫介質基板；

所述泡沫介質基板置于微帶介質基板和接地板中間；

所述輻射貼片位于微帶介質基板正面中部，容性耦合饋電貼片位于微帶介質基板反面；輻射貼片和容性耦合饋電貼片可根據需要設計成其他任何規則的形狀，如三角形、橢圓等；

所述輻射貼片刻蝕一開槽，其形狀可以為U型、Y型、E型、十字型、圓環等；

所述金屬短路面位于輻射貼片一側的邊緣，連接輻射貼片的邊緣和接地板；

天線采用同軸饋電，同軸內導體穿過泡沫介質基板的同軸孔，與容性耦合饋電貼片相連接。

本發明中輻射貼片、容性耦合饋電貼片以及輻射貼片開槽的形狀、尺寸均需對微帶貼片天線性能的仿真優化來確定容性耦合饋電貼片與輻射貼片之間間隔的最佳距離也到通過對天線性能的仿真優化來確定。

本發明與現有技術相比，具有如下顯而易見的實質性突出特點和顯著優點：

將泡沫介質基板置于微帶介質基板和接地板中間，能夠在增加介質基板厚度的同時，有效降低等效介電常數，從而拓展天線的工作帶寬；

在輻射貼片一側的邊緣加載金屬短路面，將通常半波長結構的矩形微帶天線兩開路端中間的零電位線與地短接，形成開路到短路的駐波結構，實現天線在與短路面垂直方向的長度減少一半，將半波長結構縮短為四分之一波長結構；

通過在輻射貼片上開槽，彎曲天線貼片表面激勵電流的路徑，使常規形狀的貼片表面電流路徑彎曲，增加了天線貼片的有效長度，從而使諧振頻率降低，實現天線在另一維尺寸的小型化；

采用容性貼片耦合饋電，抵消處于容性貼片和接地板之間的同軸內導體所引起的感性電抗，實現天線的自諧振，達到良好的阻抗匹配，從而降低天線的等效品質因素，實現天線工作帶寬的增加。

附圖說明

圖1為本發明天線結構示意圖。

圖2為本發明天線結構俯視圖。

圖3為本發明天線結構側視圖。

圖4為本發明容性耦合饋電與普通同軸直接饋電方式的天線駐波比較。

圖5為本發明中心頻率E面方向圖。

圖6為本發明中心頻率H面方向圖。

圖中標注分別表示為：1-矩形輻射貼片，2-圓形容性耦合饋電貼片，3-接地板，4-金屬短路面，5-輻射貼片U型開槽，6-微帶介質基板，7-泡沫介質基板，8-同軸孔。

具體實施方式

下面結合一個具體實施及附圖，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。