[實用新型]一種新型平面EBG結構的低耦合微帶天線

有效

• 申請號: 201821119946.X
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN208782037U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 劉輝;史美霞;崔嶺芝
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q1/36;H01Q1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種新型平面EBG結構的低耦合微帶天線，包括介質基板，介質基板的上表面設置兩邊對稱的微帶天線，該天線采用一種表面開折線槽的平面EBG結構明顯抑制了微帶陣列天線陣元間的耦合，通過將十五個相同的EBG單元按照3ｘ5模式級聯實現一種簡單緊湊型的平面EBG結構，尺寸小，易于加工集成。兩邊對稱的微帶天線均采用同軸饋電技術，保證天線具有良好的阻抗匹配和帶寬。本實用新型通過一種新型平面EBG結構很好實現了天線陣元間的低耦合效應，也提高了天線的增益，并且結構簡單，能夠確保穩定的數據傳輸質量，可應用于工作頻率在5.7GHz附近的寬帶無線通信系統中。

技術領域

本實用新型涉及了一種新型平面EBG結構的低耦合微帶天線，特別是一種新型的EBG結構設計，該天線屬于移動通信的天線技術領域，在微波毫米波集成電路領域具有很好的應用前景。

背景技術

在天線領域中，微帶貼片天線由于具有剖面小、易于共形、制作簡單等優勢在雷達、遙感、無線通信以及射頻識別技術等領域得到了廣泛的應用。目前，相對于單個天線難以滿足日益增強的性能要求的情況，陣列天線則是增強天線性能非常有效的措施。然而，陣列天線，尤其是小間距陣列天線都難以避免互耦影響的問題，導致天線的輻射效率降低、增益降低等問題，所以積極探索陣列天線互耦機理并尋求互耦補償措施尤為重要。

為減小微帶天線陣元之間的耦合，必須減小表面波的干擾。目前，已經提出了許多特殊的技術來減少陣列天線中相鄰貼片之間的相互耦合，例如使用背腔、缺陷地結構（DGS）、開槽互補開環諧振器、軟表面結構等。雖然這些技術可以提供良好的相互耦合減少，但它們各自都有一些缺點。例如，盡管在地平面上引入DGS以減少互耦，并且不會在制造中施加任何額外的體積和成本，但其互耦減少量低于開環諧振器結構。一種常用的減少互耦效應的方法是在微帶天線的兩個貼片之間采用EBG結構，利用其抑制表面波的特性有助于提高天線的性能，減小耦合并提高增益。但一般的蘑菇狀EBG結構增加了金屬過孔，制作較復雜。

發明內容

本實用新型的主要目的在于提供一種能夠減小微帶天線陣元間互耦的新型平面EBG結構。該天線能夠在滿足減小耦合的條件下，也滿足高增益的要求。

為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案。

一種新型平面EBG結構的低耦合微帶天線，該天線包括介質基板、接地板、微帶輻射貼片、同軸饋線和EBG結構五部分，其特征在于：在介質基板的上表面由兩個軸對稱的微帶輻射貼片和開折線槽的周期性EBG結構構成，其中周期性的EBG結構放置在兩個輻射貼片中間；在介質基板的下表面由接地板構成；同軸饋線，包括內導體和外導體，內導體穿過介質基板與輻射貼片和接地板相連，外導體在介質基板的下方與接地板相連，同軸饋電技術實現了良好的阻抗匹配。

進一步，所述新型EBG結構單元均采用二維平面結構的金屬片，在該金屬片上開折線形細槽，細槽形狀為上下對稱的“S”形細槽，開折線形細槽的主要目的是增加了EBG結構貼片上電流的流經長度。

進一步，所述微帶輻射貼片左右對稱設置在介質基板的上表面。在受激勵情況下，兩個微帶輻射貼片之間進行耦合，實現LC諧振，產生一個諧振模式。微帶輻射貼片的長度為26.5mm-28.5mm，寬度為26.5mm-28.5mm。

進一步，所述介質基板的材料為FR4_epoxy，電介質常數為4.4，損耗正切角值為0.02，長度為89mm-91mm，寬度為44.5mm-46.5mm，高度為1.5mm-1.7mm。

進一步，所述新型平面EBG結構單元長度為4.8mm-5.3mm，該EBG結構單元寬度為6.5mm-7mm。折線形細槽的縫隙寬度為0.1mm-0.3mm。