[發(fā)明專利]一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的具有高隔離度的雙頻微帶陣列天線

在審

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• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105633574A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 張曉燕;王傳云;滕兆朋;馬海濤;劉志偉;喻易強;田苗
• 申請（專利權(quán)）人: 張曉燕
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q21/06
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 范鑫鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微帶陣列天線，尤其涉及一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的具有高隔離度的雙頻微帶陣列天線。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶需求的進一步提升，很多情況下要求天線不僅僅工作在一個頻段，比如合成孔徑雷達(SAR)和全球定位系統(tǒng)(GPS)這樣的雷達和通信系統(tǒng)往往需要天線能夠具有雙頻甚至多頻的工作特性。現(xiàn)有的一款雙頻微帶陣列天線，微帶天線之間存在著互耦效應，互耦的存在將導致：①單元在陣中的方向圖與孤立元的方向圖不同；②陣中單元的輸入阻抗與孤立元的輸入阻抗不同；③對于相控陣，陣中單元的輸入阻抗將隨掃描角變化，這會引起陣的失配和單元效率的降低；④天線的極化特性也會變壞。

由此可見，陣列天線之間的互耦效應對天線的性能有比較大的影響，因此必須采取有效的方法來盡可能降低它的影響。由于電磁帶隙結(jié)構(gòu)存在獨特的頻率帶隙，因而很自然地可以用來抑制天線單元之間表面波的傳播，從而減小陣列天線單元之間的互耦。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的具有高隔離度的雙頻微帶陣列天線。該雙頻微帶陣列天線運用在WLAN頻段，此天線陣子單元中間加載了5×5單元排列的人工電磁材料---電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的具有高隔離度的雙頻微帶陣列天線，它包括陣列天線的兩陣子和加載在兩陣子之間的L型電磁帶隙單元組陣，兩陣子和L型電磁帶隙單元組陣均支設在FR4介質(zhì)基板上，每個陣子包括高頻單極子、低頻單極子、微帶饋線和金屬地，所述高頻單極子和低頻單極子與微帶饋線連接，所述微帶饋線安插于金屬地，所述L型電磁帶隙單元組陣由多個L型電磁帶隙單元排列成陣列，所述L型電磁帶隙單元包括印于FR4介質(zhì)基板一側(cè)的電磁帶隙金屬貼片，所述電磁帶隙金屬貼片通過中間的導電過孔與另一側(cè)的接地板相連。

進一步的，所述電磁帶隙金屬貼片包括方形的中心部，所述導電過孔開設于中心部的中央，所述中心部的各頂角處設有L形金屬微帶線，所述L形金屬微帶線沿中心部四周順時針方向排列。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種雙頻微帶陣列天線，它的工作頻帶為2.27～2.67GHz,5.29～7.09GHz，完全覆蓋WLAN的頻帶范圍，由于在陣子單元之間加載了具有雙帶隙特性的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，因此本發(fā)明天線在雙頻段均具有較高的隔離度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明陣列天線的陣子結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明L型電磁帶隙單元的正視圖。

圖3為本發(fā)明L型電磁帶隙單元的側(cè)視圖。

圖4為本發(fā)明加載了電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻陣列天線示意圖。

圖5為未加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)雙頻陣列天線S參數(shù)圖。

圖6為加載了電磁帶隙結(jié)構(gòu)雙頻陣列天線S參數(shù)圖。

其中：1、高頻單極子，2、低頻單極子，3、微帶饋線，4、金屬地，5、FR4介質(zhì)基板，6、電磁帶隙金屬貼片，61、L形金屬微帶線，62、中心部，7、導電過孔，8、接地板。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限定。

本發(fā)明的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的具有高隔離度的雙頻微帶陣列天線，如圖4所示，它包括陣列天線的兩陣子和加載在兩陣子之間的L型電磁帶隙單元組陣，兩陣子和L型電磁帶隙單元組陣均支設在FR4介質(zhì)基板5上，L型電磁帶隙單元組陣與相鄰陣子之間的距離dd=19.375mm。圖1所示，每個陣子包括高頻單極子1、低頻單極子2、微帶饋線3和金屬地4，高頻單極子1和低頻單極子2與微帶饋線3連接，微帶饋線3安插于金屬地4，其中各參數(shù)值：

L=175mm,L1=14mm,L2=4.25mm,L3=6mm,L4=10.25mm,L5=18.3mm,W=56.25mm,w1=3.5mm,w2=2mm,lw=11mm,ld=95mm。

L型電磁帶隙單元組陣由多個L型電磁帶隙單元排列成陣列，圖4所示是5×5排列的陣列，L型電磁帶隙單元包括印于FR4介質(zhì)基板5一側(cè)的電磁帶隙金屬貼片6，圖3所示，電磁帶隙金屬貼片6通過中間的導電過孔7與另一側(cè)的接地板8相連。圖3中各參數(shù)值：a=10.5mm,g=0.75mm,w=0.45mm,lx1=9mm,lx2=8.05mm,lx3=0.9mm,

r=0.4mm,H=2mm。