[發明專利]寬頻單極子微帶天線

有效

• 申請號: 201711075428.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107978855B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 譚康伯;張懿;路宏敏;藍燕銳;官喬;張光碩;陳沖沖
• 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;H01Q9/40
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明提供了一種寬頻單極子微帶天線，主要解決傳統單極天線頻帶窄和三維結構復雜的問題。其包括介質基片(1)、饋線(2)、輻射貼片(3)、高頻接頭(4)和接地板(5)。輻射貼片(3)采用長軸在垂直方向的橢圓形狀，該輻射貼片的前端設有阻抗匹配調節段(6)，接地板(5)由兩個相互垂直的矩形金屬板(51,52)組成，該兩個矩形區相對邊的中心位置處分別刻有弧形缺口(7)和(8)，輻射貼片(3)在介質基片底面上垂直投影位于弧形缺口(8)的前方，且覆蓋弧形缺口(7)。本發明能夠涵蓋S和C兩個波段，其工作頻帶范圍為1.62GHz?8.28GHz，可用作寬頻帶無線通信、探測或監測系統的微波輻射和接受前端天線。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別是一種寬頻微帶單極天線，可用作寬頻帶無線通信、探測或監測系統。

背景技術

目前，隨著無線通信的發展，所需傳輸數據量的增大以及數據傳輸速率提高的要求日益凸現，無線通信設備不斷向高頻端發展，其設備對于寬帶的要求也日益增加，使得超寬帶UWB應用在微波系統設計中廣受重視。同時，由于大量頻段被用于不同的用途，因此使得空間電磁環境變得非常復雜，因此在寬頻帶范圍內對空間電磁環境進行探測和監測已變的十分必要。按照聯邦電信委員會FCC對于超寬帶UWB的定義，絕對帶寬大于500MHz或相對帶寬在-10dB之上大于20％的設備可以符合該定義標準的要求。在商業通信中，常用頻段具體包括：GSM、WLAN和WiMAX三類。其中GSM采用的頻段為：1.710GHz-1.755GHz/1.805GHz-1.850GHz；WLAN采用的頻段為：2.4GHz-2.484GHz,5.15GHz-5.35GHz和5.725GHz-5.825GHz；WiMAX采用的頻段為：2.5GHz-2.69GHz,3.4GHz-3.69GHz和5.25GHz-5.85GHz。為了滿足應用需要，各種天線前端被研究。但是一般傳統單極天線結構，由于其采用的單一諧振模式設計或多層三維立體結構，如倒L型、倒F型等結構形式，使得天線的輻射特性存在一個主要缺點就在于要么不能覆蓋全部頻段，要么三維結構過于復雜。為了解決上述問題，在所用的備選方案中，微帶平面結構由于其體積輕，便于在系統中和載體平臺上集成，易于批量加工、生產。但是現有微帶天線結構由于其自身設計形式和頻率特性的約束，依然存在其不能有效滿足應用在寬帶或超寬帶的要求。

發明內容

本發明的目在于針對上述現有技術的不足，提出一種寬頻單極子微帶天線，以提高天線的工作頻率范圍，簡化天線結構，滿足實際應用中覆蓋S和C兩個頻段的寬頻特性要求。

為實現上述目的，本發明提供的微帶天線包括：介質基片、饋線、輻射貼片、高頻接頭、接地板和阻抗匹配調節段，其特征在于輻射貼片采用長軸在垂直方向的橢圓形狀，阻抗匹配調節段設置在輻射貼片的前端，接地板由兩個相互垂直的矩形金屬板組成，該兩個矩形金屬板上分別刻有弧形缺口。

作為優選，所述輻射貼片為一長軸處于垂直方向的橢圓形輻射體。

作為優選，所述弧形缺口分別位于垂直接地板和水平接地板中間正對的兩條邊的中心位置處。

作為優選，所述輻射貼片在介質基片底面上的垂直投影位于水平接地板弧形缺口的前方，且覆蓋垂直接地板弧形缺口。

作為優選，所述阻抗匹配調節段為矩形，并置于上表面輻射貼片的前端。

作為優選，所述工作頻率范圍為1.62GHz-8.28GHz，能夠涵蓋S和C兩個波段。

本發明的優點在于：

1)本發明由于輻射貼片采用長軸在垂直方向的橢圓形狀，與圓形或其它圖相比具有更多自由度，并可在寬頻帶內形成不同方向、不同尺寸的諧振激勵模式，從而有利于寬帶激勵的實現。

2)本發明由于在輻射貼片的前端設置了一處阻抗匹配調節段，有利于滿足天線設計過程中以及加工后的因加工誤差等因素導致阻抗特性變化而需要進行的適當調節要求。