[發明專利]基于三模諧振的超低剖面貼片天線、無線通信系統

有效

• 申請號: 201811436509.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109768380B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 劉能武;劉世堯;傅光;祝雷
• 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;H01Q21/06;H01Q21/08;H01Q1/24
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪;何畏

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種基于三模諧振的超低剖面貼片天線、無線通信系統，輻射介質板的上表面中線兩側各分布有一個較大的金屬輻射片和兩個較小的金屬輻射片；三個金屬輻射片尺寸不同，互相之間有縫隙；印刷在輻射介質板上表面的金屬輻射片，嵌在介質板中間的金屬短路柱和緊挨輻射介質板下表面的金屬地板；金屬輻射片的下方設置有一個同軸接頭，金屬輻射片與金屬地板通過所述金屬短路柱相連。本發明利用三個尺寸不同的金屬輻射片，產生三個諧振點，有效拓展了天線的阻抗帶寬。本發明具有低剖面、寬頻帶、寬波束的優點，相對帶寬為14.1％，而剖面高度僅為0.025個自由波長，且工作頻帶內3dB波束寬度可達140°以上。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種基于三模諧振的超低剖面貼片天線、無線通信系統。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：無線通信技術的飛速發展，使人們通信系統中天線的各項性能指標提出了更高的要求，如天線的小型化、寬頻帶、低損耗等。雖然各種各樣的微帶天線因其低剖面、重量輕等優點，已經得到了深入的研究和廣泛的應用，但是天線的應用和發展卻受到頻帶寬度和波束寬度的限制。因此，如何改善微帶天線的性能得到了廣泛的關注和研究。微帶天線是一種諧振式天線，當頻率偏離諧振頻率時，其輸入阻抗變化較大，導致天線嚴重不匹配，故阻抗帶寬較窄。為了拓展微帶天線的帶寬，可以考慮降低微帶天線的品質因數，例如采用低介電常數的介質基板或者增大介質基板的厚度,選用低介電常數的介質基板，使貼片對電磁場的束縛減弱，更多的能量可以輻射出去。用厚介質基板可以增大天線的輻射電導，也能降低天線的品質因數，但會導致天線的剖面增大。另外還可以通過增加多個諧振頻率來實現。減小天線尺寸通常可以通過加載短路針，采用高介電常數的輻射介質板，加載集總元件，在輻射貼片和導體接地板上開槽等方法實現。但是這些技術在減小天線尺寸的同時，也限制了天線的工作帶寬等輻射性能。現有技術一公布了一種寬帶雙層微帶天線，天線主要由雙層介質板、兩個裂口環、輻射片等組成，通過產生多個諧振模式展寬了天線的阻抗帶寬，但是由于空氣層的存在導致其剖面較高，而在某些情況下，例如共形天線、便攜天線等就需要采用低剖面的介質板。現有技術二公布了一種低剖面空氣介質微帶天線，天線主要由雙層金屬板、凹槽、饋電同軸線等組成，實現了天線的低剖面和寬波束特性，但是其阻抗帶寬過窄，只有0.8％左右，帶寬不足時頻帶邊緣的頻點性能不好，窄頻帶限制了它在無線通信領域中的應用。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的微帶天線不能同時實現低剖面和寬頻帶的特性；阻抗帶寬過窄，只有0.8％左右，帶寬不足時頻帶邊緣的頻點性能不好，窄頻帶限制了它在無線通信領域中的應用。

解決上述技術問題的難度和意義：一方面，現有的部分天線雖然實現了寬帶寬波束特性，但是其剖面較高，通常大于0.1個自由波長，所以無法滿足超低剖面特性。另一方面，現有的部分天線雖然實現超低剖面寬波束特性，但是其阻抗帶寬非常窄，通常只有4％左右，所以無法滿足現代寬帶通信系統的要求。而本發明所提出的技術恰好解決了上述難題，同時實現天線的超低剖面，具有很大的實用意義。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于三模諧振的超低剖面貼片天線、無線通信系統。

本發明是這樣實現的，一種基于三模諧振的超低剖面貼片天線，所述基于三模諧振的超低剖面貼片天線設置有：

輻射介質板；