[發明專利]一種背對背放置的U型單極子天線

在審

• 申請號: 201811388176.3
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109273832A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 高敏;鄭亞強;王克勇;李雋鈺;戴若萌;胡經緯
• 申請（專利權）人: 合肥職業技術學院
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q9/30
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

一種背對背放置的U型單極子天線，可解決傳統天線的帶寬太窄不太適用于寬帶無線通信系統的技術問題。包括種背對背放置的U型單極子天線，包括兩個U形貼片和饋電線，所述兩個U形貼片對稱印刷在單個基板的兩側，所述U形貼片和饋電線連接；所述饋電線為具有50Ω特征阻抗的接地共面波導饋電的天線；所述單個基板設置在基片集成波導腔中。本發明是由接地的共面波導饋電，測試時在共面波導的接口處直接焊接一個50歐姆的同軸連接器就可以實現天線的測試工作。本發明測試結果表明天線具有95.8％的工作帶寬，且在2.8GHz處能夠實現3.75dBi的最大增益。在整個工作帶寬內天線的輻射方向圖很穩定，交叉極化很小。本發明使其非常適合用在室內的無線網絡連接中。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種背對背放置的U型單極子天線。

背景技術

隨著當前無線通信的快速發展，無論在學術界還是在工業界，設計具有垂直極化的寬帶單極子天線都吸引了很多關注。在整個水平平面內具有全向輻射圖案和垂直平面內的具有錐形波束的天線已廣泛應用于室內無線通信中，諸如無線局域網或無線網絡連接等。然而，幾乎所有無線設備都要求天線具有緊湊性和小型化。傳統的垂直單極子天線的高度約為0.25λ0(λ0指的是10dB輸入阻抗帶寬的中心頻率)，這將阻礙一些低剖面設備的使用。最近，已經提出了一些降低天線輪廓高度的技術，主要包括平面倒F天線(PIFA)，以TM01模式操作的圓形貼片天線和單極線貼片天線。然而，這些天線的帶寬太窄則不太適用于寬帶無線通信系統。

發明內容

本發明提出的一種背對背放置的U型單極子天線，可解決傳統天線的帶寬太窄不太適用于寬帶無線通信系統的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種背對背放置的U型單極子天線，包括種背對背放置的U型單極子天線，包括兩個U形貼片和饋電線，所述兩個U形貼片對稱印刷在單個基板的兩側，所述U形貼片和饋電線連接；

所述饋電線為具有50Ω特征阻抗的接地共面波導饋電的天線；

所述單個基板設置在基片集成波導腔中。

進一步的，所述基片集成波導腔采用PCB、LTCC或者薄膜工藝在介質板上實現兩排金屬過孔，將電磁波限制在兩排金屬孔和上下兩個金屬界面形成的矩形腔體內部；

所述基片集成波導腔的短路通孔滿足D/DS≥0.5和D/λ0≤0.1；其中，D表示每個短路通孔的直徑，DS表示兩個相鄰短路過孔的間距,λ₀表示自由空間中波長。

進一步的，所述介質板是單層的FR4板子，厚度為1.6mm，介電常數為4.4，損耗角正切為0.0024。

進一步的，還包括同軸探頭，所述同軸探頭半徑為0.64mm，所述同軸探頭連接到饋電線的邊緣。

由上述技術方案可知，本發明提出了一種背對背放置的U型單極子天線，這種結構具有寬帶特性，而且結構簡單緊湊，易于加工。本發明的天線是由接地的共面波導饋電，測試時在共面波導的接口處直接焊接一個50歐姆的同軸連接器就可以實現天線的測試工作。天線的性能經由精心制作的模型驗證，仿真和實際測試的結果十分吻合，也證實了所設計的天線的可靠性和穩定性。測試結果表明天線具有95.8％的工作帶寬，且在2.8GHz處能夠實現3.75dBi的最大增益。同時在整個工作帶寬內天線的輻射方向圖很穩定，交叉極化很小。該天線的這些特性使其非常適合用在室內的無線網絡連接中。

本發明的有益效果如下：

本發明改變傳統的方形單極子貼片的形狀，有利于產生高性能的天線；整體結構更加簡單，且易于加工形成；本發明的天線具有更低的剖面高度，且實現了近95％的工作帶寬。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；