[發明專利]柵縫地電容加載階躍阻抗的三極化槽縫天線

在審

• 申請號: 201610218692.6
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105762522A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 殷曉星;沈浩;趙洪新
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q13/10
• 分類號: H01Q13/10;H01Q5/10;H01Q5/314;H01Q1/48;H01Q1/52
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種槽縫天線，尤其是一種柵縫地電容加載階躍阻抗的三極化槽縫天線。

背景技術

槽縫天線是振子天線的對偶天線，有著廣泛的應用。但是，普通的槽縫天線不僅輻射槽縫本身的長度要有二分之一波長，而且輻射槽縫周圍還需要較大的金屬地面積，通常金屬地的長度比槽縫的長度大二分之一波長，金屬地的寬度比槽縫的寬度大二分之一波長。多極化MIMO可以有效的提高頻譜效率和信道容量，為了將MIMO技術可以應用到體積小的終端，需要把不同極化的天線共址放置。較大的金屬地會對天線的輻射產生遮擋效應，使得槽縫天線不適合共址多輸入多輸出(MIMO)應用，特別是用作多極化天線使用時，大的金屬地將導致天線的交叉極化變差、天線端口之間的隔離變差，這些都將導致頻譜效率和信道容量的下降。同時槽縫的阻抗很大，還使得槽縫天線饋電傳輸線的阻抗匹配比較困難。同時現代通信的發展還要求天線可以多頻帶工作、并且兩個頻帶可以分別調節。

發明內容

技術問題:本發明的目的是提出一種柵縫地電容加載階躍阻抗的三極化槽縫天線，該天線不僅可以有多個工作頻帶，而且多個頻帶可以分別調節；該天線可以減小輻射槽縫的長度和金屬地的面積，而且具有抑制交叉極化、改善隔離、減小遮擋的作用。

技術方案：本發明的柵縫地電容加載階躍阻抗的三極化槽縫天線包括三個相互垂直放置的單極化的柵縫地電容加載階躍阻抗天線；每個單極化的柵縫地電容加載階躍阻抗天線包括介質基板、設置在介質基板上的金屬地和輻射槽縫、微帶饋線；介質基板的一面是金屬地，介質基板的另一面是微帶饋線的導帶；金屬地上有輻射槽縫，輻射槽縫的形狀是矩形，輻射槽縫位于金屬地的中心；金屬地上多條平行柵縫構成的柵縫陣列，柵縫的形狀是矩形，柵縫位于輻射槽縫的四周，柵縫與輻射槽縫相互垂直；柵縫的一端短路；柵縫的另一端開路，位于介質基板的邊緣；輻射槽縫的兩端短路；在輻射槽縫中間部分，有數個電容并聯跨接在輻射槽縫的兩個邊緣，使得輻射槽縫中間部分的特性阻抗變低，形成低阻槽縫；輻射槽縫的其余部分是高阻槽縫，高阻槽縫和低阻槽縫一起構成階躍阻抗輻射槽縫，產生一個頻率較低的低頻工作頻帶和一個頻率較高的高頻工作頻帶；金屬地也是所述的微帶饋線的接地面，微帶饋線的一端是天線的端口，微帶饋線的導帶的另一端跨過高阻槽縫并伸展一段長度至終端，微帶饋線的終端開路；微帶饋線的導帶有兩部分構成，第一部分導帶是從天線的端口到其剛剛跨越高阻槽縫的位置，微帶饋線的導帶的其余部分為第二部分導帶。

改變介質基板的厚度、磁導率和介電常數，可以改變高阻槽縫和低阻槽縫的特性阻抗，改變階躍阻抗輻射槽縫的高低阻抗比，進而改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

改變低阻槽縫的長度、低阻槽縫在輻射槽縫中的位置，可以調節輻射槽縫的電長度，以實現不同程度的天線小型化，還可以改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

改變第二部分導帶的長度和寬度，可以改變天線的工作頻率、工作頻帶的寬度和輻射槽縫的電長度。

改變柵縫陣列中相鄰柵縫的間距、柵縫的寬度、柵縫短路端離輻射槽縫的距離，可以改變天線的工作頻率、工作頻帶的寬度和輻射槽縫的電長度。

改變加載電容的數量、容值和間距，可以調節低阻槽縫的特性阻抗，改變階躍阻抗輻射槽縫的高低阻抗比，進而改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

改變輻射槽縫的寬度，可以調節低阻槽縫和高阻槽縫的特性阻抗，改變階躍阻抗輻射槽縫的高低阻抗比，進而改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

柵縫的電長度不應該取在四分之一，以避免引起諧振輻射，造成交叉極化的上升。