[發(fā)明專利]柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610218957.2
• 申請(qǐng)日: 2016-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN105720375A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙洪新;沈浩;殷曉星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q13/10
• 分類號(hào): H01Q13/10;H01Q1/38;H01Q1/52
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種槽縫天線，尤其是一種柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線。

背景技術(shù)

槽縫天線是振子天線的對(duì)偶天線，有著廣泛的應(yīng)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(shù)可以應(yīng)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(huì)對(duì)天線的輻射產(chǎn)生遮擋效應(yīng)，使得槽縫天線不適合共址多輸入多輸出(MIMO)應(yīng)用，特別是用作多極化天線使用時(shí)，大的金屬地將導(dǎo)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(dǎo)致頻譜效率和信道容量的下降。同時(shí)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。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提出一種柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線，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(shù)方案：本發(fā)明的柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線包括三個(gè)相互垂直放置的單極化的柵縫地電容加載天線；每個(gè)單極化的柵縫地電容加載天線包括介質(zhì)基板、設(shè)置在介質(zhì)基板上的金屬地和輻射槽縫、同軸饋線；介質(zhì)基板的一面是金屬地，同軸饋線的外導(dǎo)體與金屬地相貼連接；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(gòu)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(zhì)基板的邊緣；輻射槽縫的兩端短路；有數(shù)個(gè)電容并聯(lián)跨接在輻射槽縫的兩個(gè)邊緣，使得輻射槽縫的特性阻抗變低；同軸饋線的一端是天線的端口，同軸饋線另一端的內(nèi)導(dǎo)體跨過輻射槽縫，在輻射槽縫的邊緣，與金屬地連接。

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(shù)量、容值和間距，可以調(diào)節(jié)輻射槽縫的特性阻抗，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。

柵縫的電長度不應(yīng)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。

電容并聯(lián)加載到輻射槽縫的兩個(gè)邊緣，不僅使得槽縫傳輸線的特性阻抗降低至易于與饋電傳輸線匹配額，而且還降低了槽縫傳輸線的相速，使得半波長輻射槽縫的長度減小，實(shí)現(xiàn)輻射槽縫進(jìn)而天線的小型化。柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線的工作頻率主要由輻射槽縫的諧振頻率確定，但是金屬地的尺寸、同軸饋線內(nèi)導(dǎo)體與輻射槽縫連接的位置也可以對(duì)天線的工作頻率和匹配程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。金屬地上的柵縫對(duì)輻射槽縫形成周期性的加載，又使得輻射槽縫變成周期性的慢波結(jié)構(gòu)，減小了天線的電尺寸；同時(shí)由于柵縫的方向與輻射槽縫的方向垂直，抑制了金屬地上沿輻射槽縫方向的電流，并且使得沿輻射槽縫方向的剩余的電流分布的更集中，從而減小了交叉極化的輻射，改善了天線端口之間的隔離，也減小了金屬地的尺寸，降低了金屬地的遮擋效應(yīng)。

有益效果：本發(fā)明的柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線的有益效果是，該天線可以減小整個(gè)天線的電尺寸、實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)還具有抑制天線的交叉極化、改善端口之間隔離，和減少金屬地的遮擋的作用。

附圖說明

圖1為柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為柵縫地同軸饋電電容加載的三極化槽縫天線中單極化的柵縫地電容加載天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中有：介質(zhì)基板1、金屬地2、輻射槽縫3、同軸饋線4、外導(dǎo)體5、柵縫6、電容7、端口8、內(nèi)導(dǎo)體9，邊緣10和單極化的柵縫地電容加載天線11。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。