[實用新型]一種小型化共面波導(dǎo)饋電寬帶印刷天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520681133.X
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN205016672U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘國平;蘇*;李其福;毛南平;蔣知彧;萬勝輝;王喜權(quán);羌琦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63680部隊
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/08;H01Q13/10;H01Q1/36
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國安

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于無線通信技術(shù)的天線設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可靠通信的頻帶內(nèi)方向圖穩(wěn)定的小型化共面波導(dǎo)饋電寬帶印刷天線。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，電磁波作為信息傳輸?shù)妮d體，發(fā)揮著越來越重要的作用。而天線，作為無線電設(shè)備中輻射或接收無線電波的裝置，廣泛應(yīng)用于無線電通信裝備、雷達(dá)、電子對抗設(shè)備和無線電導(dǎo)航等設(shè)備中。

寬帶及超寬帶無線技術(shù)，由于其具有傳輸速率高、系統(tǒng)容量大等優(yōu)點，在高速無線個域網(wǎng)、智能無線局域網(wǎng)、戶外對等網(wǎng)絡(luò)以及傳感、定位和識別網(wǎng)絡(luò)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著移動通信事業(yè)在世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，移動通信系統(tǒng)在不斷演進(jìn)。移動通信系統(tǒng)已經(jīng)從第三代WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)，發(fā)展到目前廣泛投入使用的第四代寬帶無線移動通信網(wǎng)絡(luò)IMT-Advanced系統(tǒng)。歐盟委員會在2013年12月表示，將與企業(yè)合作，分別拿出7億歐元和30多億歐元，用于第五代（5G）移動通信系統(tǒng)的研發(fā)。第五代移動通信系統(tǒng)將提供全新的技術(shù)，實現(xiàn)在任何地點都能建立起人與人、人與汽車等的聯(lián)系，并計劃在2020年實現(xiàn)5G應(yīng)用。我國在2013年投入1.6億人民幣，啟動國家863計劃《第五代移動通信（5G）系統(tǒng)前期研究開發(fā)（第一期）》項目,“系統(tǒng)地研究5G移動通信體系構(gòu)架、無線組網(wǎng)、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發(fā)與利用關(guān)鍵技術(shù)”。移動用戶數(shù)的快速增長和用戶數(shù)據(jù)量的急劇增加，對移動通信系統(tǒng)的容量和更新提出了巨大的挑戰(zhàn)。

為了同時滿足多個系統(tǒng)的通信要求，實現(xiàn)多系統(tǒng)共用和收發(fā)共用，也為了減小天線間的干擾并降低成本，當(dāng)前比較成熟的技術(shù)是要求單個天線能在寬頻帶范圍內(nèi)工作。通過激勵起單個天線的高次模,使得單天線工作在多諧振模式,從而拓展帶寬。比較典型的是單極子天線。這種天線結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低，能夠?qū)崿F(xiàn)幾個倍頻程的帶寬。但是單極子天線在整個帶寬內(nèi)都工作在單極子模式，輻射方向圖對單極子的電長度比較敏感。考慮到寬帶及超寬帶天線的帶寬很寬，往往能達(dá)到幾個倍頻程，因而單極子的電尺寸在倍頻程內(nèi)變化了幾倍，所以其輻射方向圖在倍頻程內(nèi)畸變很嚴(yán)重，而且頻率越高，畸變越明顯。多諧振模式的單天線都存在這個問題。為了提高無線通信系統(tǒng)的有效性和保障無線通信系統(tǒng)的可靠性，也為了降低天線的成本，設(shè)計出在寬帶和超寬帶內(nèi)保持穩(wěn)定輻射方向圖的平面型天線，對促進(jìn)寬帶無線通信的發(fā)展具有非常積極的貢獻(xiàn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種工作頻帶內(nèi)具有穩(wěn)定方向圖的小型化共面波導(dǎo)饋電寬帶印刷天線。

本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種小型化共面波導(dǎo)饋電寬帶印刷天線，包括：第一U形單極子（1），由三條寬度相同的微帶線依次連接組成；

第二U形單極子（2），由三條寬度相同的微帶線依次連接組成；

CPW饋線（3），為一段微帶線，第一U形單極子（1）下臂（1a）與第二U形單極子（2）下臂（2a）關(guān)于其鏡像對稱；

CPW縫隙（4），由兩個長度和寬度均相同的縫隙組成，關(guān)于CPW饋線（3）鏡像對稱；

介質(zhì)基板（5），所述第一U形單極子（1）、第二U形單極子（2）、CPW饋線（3）、CPW縫隙（4）均設(shè)置于其一面。

第一U形單極子下臂和第二U形單極子下臂同時作為CPW饋電結(jié)構(gòu)的金屬地板。

第一U形單極子下臂與第二U形單極子下臂以及兩個CPW縫隙關(guān)于CPW饋線鏡像對稱。

組成第一U形單極子和第二U形單極子的微帶線寬度相同。

調(diào)整第一U形單極子、第二U形單極子、CPW饋線、CPW縫隙各參數(shù)值，可使各頻段單極子工作模式與阻抗匹配，因此整個天線的阻抗在各頻帶內(nèi)均可調(diào)節(jié)為50歐姆，實現(xiàn)整個天線與輸入端同軸饋電端口的匹配。

CPW饋線與同軸探針相連，使用同軸探針進(jìn)行饋電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

（1）天線結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。

（2）提出同時激勵起三個輻射單元，諧振在不同的工作頻段，拓展了天線的工作帶寬，滿足了寬帶無線通信系統(tǒng)對帶寬的要求。

（3）采用具有相同方向圖的單極子工作模式，使得天線在整個工作頻帶內(nèi)都具有穩(wěn)定的電磁輻射方向特性，保障了寬帶無線通信的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型中天線的實施實例俯視圖，圖上標(biāo)注的尺寸單位均為毫米（mm）。

圖2為圖1中天線的實施實例側(cè)視圖，圖上標(biāo)注的尺寸單位均為毫米（mm）。