[發明專利]一種三頻低剖面貼片天線

有效

• 申請號: 201810385248.2
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108736153B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 劉能武;聶清;陳鑫鵬;傅光;陳曦
• 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;H01Q5/28;H01Q5/307;H01Q9/04
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 楊春崗;陳宏社

本發明提出了一種三頻低剖面貼片天線，包括介質板、印制在介質板上表面的金屬輻射貼片和下表面的金屬地板；所述金屬輻射貼片的中心位置蝕刻有第一矩形縫隙，該第一矩形縫隙兩側各蝕刻有一條與其平行的第二矩形縫隙；所述介質板上位于第一矩形縫隙與兩條第二矩形縫隙之間的位置各設置有一個同軸接頭和至少兩個短路部件；所述同軸接頭的內導體與所述金屬輻射貼片連接，外導體與所述金屬地板連接；所述短路部件，用于實現金屬輻射貼片與金屬地板之間的短路連接。本發明天線在三個獨立的頻段內實現穩定的高增益和相同的輻射波束。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別涉及一種三頻低剖面貼片天線，可用于無線通信系統。

背景技術

貼片天線是在一個薄介質基片的一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用腐蝕方法制成一定形狀的金屬貼片，利用微帶線或同軸探針對貼片饋電構成的天線。因其剖面低、體積小、結構簡單、易于集成等特點，被廣泛應用于無線通信系統中。

隨著無線通信系統向著小型化、多功能化的方向發展，為節省成本和空間，系統中通常工作于多個工作頻段。相應的，多頻天線成為了天線領域內的一個重要研究方向。無線系統信號覆蓋范圍很大程度上受天線本身的增益及波束寬度的影響。現有技術中提出的三頻段天線在不同頻段增益相差很大，需要在后續射頻電路中進行相應的補償，加大了設計難度，不利于系統小型化的實現。為了使無線信號在三個不同的工作頻帶有相同的覆蓋效果，天線在三個工作頻帶內應有相同的輻射特性，而現有技術中天線在三個頻段的波束寬度差異很大，不能滿足這樣的要求。

2014年，中國計量學院的李九生在專利文獻CN203434274U中公開了一種同向開口回字形三頻微帶天線，其中天線由兩個開口矩形環貼片、矩形連接線、阻抗匹配輸入傳輸線和帶缺口環形接地板組成。天線工作于3.024GHz～4.208GHz、6.552GHz～6.816GHz和8.736GHz～9.136GHz三個不同頻段。但是工作頻帶內增益很低，方向圖不僅波束寬度變化很大，而且畸變嚴重，實用價值較低。

2015年，鄭宏興等人在專利文獻CN204732535U中公開了一種邊緣多矩形槽三頻天線。天線由介質基板、微帶饋線、輻射貼片、接地面組成，輻射貼片和微帶饋線相連與接地板分別印刷在介質基板的兩側。天線可以工作在X波段、C波段和Ku波段。同樣存在著增益較低，方向圖畸變嚴重的問題。

因此，設計出能工作在三個頻帶且具有穩定輻射性能的天線是天線技術領域亟需解決的問題，具有較大的實用意義。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出了一種三頻低剖面貼片天線，通過在金屬輻射貼片上加載矩形縫隙和短路部件的方式，改變天線在不同諧振模式下的電流分布和場分布，從而達到提高低頻增益和抑制高頻副瓣的效果，最終實現天線在三個不同工作頻帶取得穩定的增益和輻射方向圖。

為實現上述目的，本發明包括介質板、印制在介質板上表面的金屬輻射貼片和下表面的金屬地板；

所述金屬輻射貼片的中心位置蝕刻有第一矩形縫隙，該第一矩形縫隙兩側各蝕刻有一條與其平行的第二矩形縫隙；所述介質板上位于第一矩形縫隙與兩條第二矩形縫隙之間的位置各設置有一個同軸接頭和至少兩個短路部件；所述同軸接頭的內導體與所述金屬輻射貼片連接，外導體與所述金屬地板連接；所述短路部件，用于實現金屬輻射貼片與金屬地板之間的短路連接；

所述金屬輻射貼片，采用中心與介質板表面中心重合的矩形貼片；

所述第一矩形縫隙，其中心與所述矩形金屬輻射貼片的中心重合；

所述第一矩形縫隙，其兩側蝕刻的第二矩形縫隙關于該第一矩形縫隙對稱，且長度大于所述第二矩形縫隙的長度；

所述第一矩形縫隙，其與兩側蝕刻的第二矩形縫隙之間的間距為S，0.08λ≤S≤0.32λ，λ表示三頻低剖面貼片天線中頻段的中心頻率波長。