[發明專利]一種緊湊型寬帶垂直極化全向天線

有效

• 申請號: 201910184195.2
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109786931B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 趙志欽;丁孝翔;黃元;譚秋意;李東芳;李敏斌
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q5/10;H01Q5/307
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 熊曦

本發明公開了一種緊湊型寬帶垂直極化全向天線，所述天線包括：頂層金屬輻射片、下層介質板、中間金屬柱、若干短路金屬柱；下層介質板上開設有鏤空區域，中間金屬柱上端與頂層金屬輻射片連接，中間金屬柱下端向鏤空區域延伸，短路金屬柱上端與頂層金屬輻射片連接，短路金屬柱下端與下層介質板上表面連接；微帶饋線穿過下層介質板的鏤空區域后與中間金屬柱下端連接；本申請提出了地板開縫引入容抗加載的方法，使天線獲得新的諧振模式，結合短路金屬棒引入感抗加載所得到的諧振模式，構成了雙諧振工作，使得天線在一個較寬的范圍內獲得了良好的全向垂直極化輻射特性。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體地，涉及一種緊湊型寬帶垂直極化全向天線。

背景技術

全向天線是指在方位角平面內能夠實現360°無死角收發電磁波的裝置。垂直極化全向天線已經在諸如室內精確定位、WIFI覆蓋、藍牙設備接收、GPS信號接收、雷達傳感器等軍民領域獲得大量應用。隨著無線通信技術的快速發展及半導體器件性能的大步提升，需要擔任收發電磁波信號的前端天線具備小體積、低剖面、高集成化等特點。這使得具備緊湊結構的全向垂直極化天線具有廣闊的應用前景。另一方面，隨著大信息量，高數據傳輸速率，高可靠性等條件的約束，迫切要求天線具備寬帶工作特性。這不僅可以大大降低多天線之間帶來的信號串擾，提升信號傳送質量，還能顯著減少通信系統的制造成本，實現系統小型化。因此，對于具備全向輻射波瓣的寬帶緊湊型天線而言，其正受到越來越多的關注，也已成為當下研究的熱點。

對于緊湊型寬帶垂直極化全向天線的研究，在最新一些可查到的研究成果中，大多數還是基于單極輻射貼片的形式，并在此基礎上進行電抗加載、套筒加載、多縫加載等技術手段，實現天線的小型化輻射目的。采用這些加載技術的本質是引入新的LC諧振模式，使得天線在一個緊湊的尺寸下仍然能夠獲得寬帶阻抗特性，實現寬帶工作。不過，大部分的研究都沒有給出清晰的物理機理分析，且天線調節方式繁雜，制作精度要求較高，難度較大。

發明內容

本發明提供了一種新型的緊湊型寬帶垂直極化全向天線。針對單個金屬輻射貼片加載的單極子輻射結構寬帶窄、剖面高等缺點。提出了地板開縫引入容抗加載的方法，使天線獲得新的諧振模式，結合短路金屬棒引入感抗加載所得到的諧振模式，構成了雙諧振工作，使得天線在一個較寬的范圍內獲得了良好的全向垂直極化輻射特性。

為實現上述發明目的，本申請提供了一種緊湊型寬帶垂直極化全向天線，所述天線包括：

頂層金屬輻射片、下層介質板、中間金屬柱、若干短路金屬柱；下層介質板上開設有鏤空區域，中間金屬柱上端與頂層金屬輻射片連接，中間金屬柱下端向鏤空區域延伸，短路金屬柱上端與頂層金屬輻射片連接，短路金屬柱下端與下層介質板上表面連接；微帶饋線穿過下層介質板的鏤空區域后與中間金屬柱下端連接。

進一步的，所述天線還包括絕緣墊片，所述絕緣墊片固定在中間金屬柱與下層介質板之間，將中間金屬柱與下層介質板進行絕緣。

進一步的，所述鏤空區域具體為孔或槽。

進一步的，中間金屬柱上端與頂層金屬輻射片下表面中心連接，鏤空區域位于下層介質板中部，中間金屬柱下端向鏤空區域中心延伸，若干短路金屬柱均勻分布在中間金屬柱四周。

進一步的，下層介質板上層印制金屬地面，下層印制微帶饋線。

進一步的，所述中間金屬柱上端設有第一凸塊，頂層金屬輻射片下表面設有第一凹槽，第一凸塊用于嵌入第一凹槽中將間金屬柱與頂層金屬輻射片進行連接固定。

進一步的，所述中間金屬柱下端設有第二凸塊，第二凸塊用于嵌入鏤空區域中與微帶饋線連接。

進一步的，短路金屬柱具體為4個。

進一步的，所述絕緣墊片具體為PVC絕緣墊片。

進一步的，所述天線采用PCB加工工藝和CNC加工工藝制成。