[發明專利]一種定向高增益微帶天線

有效

• 申請號: 201710492226.1
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107369895B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 李龍;易浩;李美靈
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q15/14;H01Q19/185
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 韋全生;王品華<國際申請>=<國際公布>

本發明提出一種定向高增益微帶天線，主要解決現有技術增益小和方向性差的問題。輻射單元由三個矩形貼片組成，印制在上層介質基板上表面，其左右兩側矩形貼片通過第一金屬化過孔與地板相連，地板印制在下層介質基板上表面，其中心位置設有矩形縫隙，用于激勵輻射單元，T形微帶線印制在下層介質基板下表面并與饋電單元相連，實現信號傳輸，地板通過第二金屬化過孔與第一金屬焊盤和第二金屬焊盤連接，上下層介質基板形成層疊結構，其下方設有反射板，并通過饋電單元和寄生單元支撐，抑制后向輻射，饋電單元與第一金屬焊盤相連，傳輸射頻信號，寄生單元與第二金屬焊盤相連，抑制交叉極化。本發明天線增益高且方向性好，可用于衛星通信及雷達系統。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，更進一步涉及一種定向高增益微帶天線，可運用于衛星通信以及雷達系統。

背景技術

隨著無線通信技術的發展，人們對天線功能的需求與日俱增。按照天線的輻射種類劃分為全向輻射天線和定向輻射天線。全向輻射天線，即在水平方向圖上表現為360°都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性，在垂直方向圖上表現為有一定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度越小，增益越大，全向天線在通信系統中一般應用距離近，覆蓋范圍大，價格便宜，增益一般在9dB以下；定向輻射天線，在水平方向圖上表現為一定角度范圍輻射，也就是平常所說的有方向性，在垂直方向圖上表現為有一定寬度的波束，同全向天線一樣，波瓣寬度越小，增益越大，定向輻射天線在通信系統中一般應用通信距離遠，覆蓋范圍小，目標密度大，頻率利用率高，有通過陣列合成而成的定向天線，但是，成本太高，且設計比較復雜。

而微帶天線由于具有體積小、重量輕、低剖面、易集成、電性能多樣化、可以與各種載體共形等優點，被廣泛運用于衛星通信及雷達系統等領域。微帶天線是由導體薄片粘貼在背面有導體接地板的介質基片上形成的天線，利用微帶線、同軸探針或者耦合饋電，在導體貼片和接地板之間激勵起射頻電磁場，并通過貼片四周和接地板之間的縫隙向外輻射能量。天線作為衛星通信系統的關鍵部件之一，為了能在高速運動的載體上實現實時的數據傳輸，要求天線具有高增益，低剖面，并且可以實現定向輻射。然而，微帶貼片天線本身所固有的帶寬窄、增益低等缺點使其應用受到了一些限制，且微帶天線多采用微帶線來對其進行饋電，饋線的能量損耗使得天線增益無法進一步提高；若使用波導來饋電，整個天線結構將顯得十分笨重；若增加介質板厚度，降低介質的介電常數，則會產生大量表面波影響天線輻射效率。

為了解決上述問題，研究人員提出不少解決方法。例如申請公開號為CN106450719A，名稱為“高增益定向型十角不等微帶天線”的專利申請，公開了一種高增益定向型十角不等微帶天線，包括由上到下尺寸一致且相互貼合的介質覆蓋層、介質基板和接地板，其中與介質覆蓋層貼合一側的介質基板上貼附有金屬天線貼片，介質基板的中部設有垂直貫穿介質基板的圓柱形金屬導體，接地板上設有三條環形缺口及與圓柱形金屬導體底面同心的圓孔，雖然該天線可以實現定向輻射并且有較高的增益，但是，工作帶寬僅為1.6％(中心頻率為2.45GHz)，在實際應用中，受到了一定的限制。綜上所述，設計一種新型的定向高增益微帶天線是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出了一種定向高增益微帶天線，用于解決現有微帶天線存在的增益小，方向性差等技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：