[發明專利]一種基于差分饋電技術的低剖面寬帶微帶天線

有效

• 申請號: 201910485794.8
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110190381B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 胡偉;劉學康;董健身;錢龍;馮天喜;蔡元銘
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種基于差分饋電技術的低剖面寬帶微帶天線，包括上、下層介質板和印刷在上、下兩層介質板表面的金屬貼片，上下兩層介質板通過四個短路接地柱和兩根用于饋電的同軸內芯連接；上層金屬貼片包括印刷在上層介質板上表面的呈“王”字形金屬貼片和兩個“凹”字形金屬貼片，上層介質板下表面有兩個圓形金屬貼片；下層介質板上金屬貼片為金屬地板。兩根同軸內芯穿過下層介質板和兩層介質板之間的空氣間隙，分別與印刷在上層介質板的兩個圓形金屬片接觸，并與下層介質板的金屬地板組合形成兩個饋電端口。該天線采用差分饋電，具有頻帶寬、剖面低、增益高、結構簡單等優點，適合用于基站通信、無線局域網等無線通信領域。

技術領域

本發明涉及無線通信領域中的天線設計技術，特別涉及一種基于差分饋電技術的低剖面寬帶微帶天線。

背景技術

隨著現代無線通信技術的發展，天線作為無線通信系統的前端器件發揮著越來越重要的作用。由于微波集成技術的發展和空間技術對低剖面天線的迫切需要，低剖面、寬頻帶、高增益的微帶天線受到眾多設計者的研究。在現有展寬帶寬技術中，多采用增加空氣層的高度的方法，或采用多層貼片堆疊的方法，然而這些方法都增加了天線的剖面。利用多模式工作的微帶貼片天線，并結合差分饋電技術，可以實現寬頻帶、低剖面、高增益、結構簡單等特性的微帶貼片天線。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是利用多模諧振特性，實現一種基于差分饋電技術的低剖面寬帶微帶天線。此天線具有寬頻帶、低剖面、高增益、結構簡單等特點。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

一種基于差分饋電技術的低剖面寬帶微帶天線，微帶天線包括上、下層介質板和印刷在上、下兩層介質板表面的金屬貼片，上下兩層介質板通過四個短路接地柱和兩根用于饋電的同軸內芯連接；

印刷在所述上層介質板上的金屬貼片包括印刷在上層介質板上表面的呈“王”字形金屬貼片和兩個“凹”字形金屬貼片，以及印刷在上層介質板下表面的兩個圓形金屬貼片；印刷在所述下層介質板上金屬貼片的為位于下層介質板下表面的金屬地板。

作為優選方案，下層介質板位于上層介質板的正下方；兩塊介質板的形狀相同，大小相等。

作為優選方案，所述四個短路接地柱的材質相同，形狀相同，為圓柱狀，大小相等；每個短路接地柱的上表面與“凹”字形金屬貼片相接，每個短路接地柱的下表面與金屬地板相接。

作為優選方案，所述兩個“凹”字形金屬貼片鏡像對稱分布在“王”字形金屬貼片中部橫臂兩端，且凹形開口寬度對應橫臂的寬度，在兩個“凹”字形金屬貼片凹形開口的兩側下方分別有兩個短路接地柱，將兩個“凹”字形金屬貼片與金屬地板連接。

作為優選方案，所述兩個圓形金屬貼片對稱分布在“王”字形金屬貼片中部橫臂的正下方，兩個圓形金屬貼片分別與用于饋電的兩個同軸內芯的頂端相接，兩個同軸內芯貫穿空氣間隙、下層介質板，其底端分別與金屬地板相接的同軸外導體構成饋電端口。

作為優選方案，上、下層介質板之間的空氣間隙高度為5mm。

作為優選方案，所述“王”字形金屬貼片的上部橫臂長度W1、連筋寬度W2、中部橫臂長度W3、“凹”字形金屬貼片的側邊寬度W4、“凹”字形金屬貼片的開口長度和對邊長度L4、L5滿足下述條件：

W1與W2的比例為4.82：1，W1與W3的比例為1.13：1，W4與L4的比例為1.17：1，W4與L5的比例為0.71：1。

作為優選方案，所述同軸內芯的直徑D1小于短路接地柱的直徑D3。

作為優選方案，上層介質板與下層介質板的材質均為FR4，大小均為170mm*170mm，厚度均為0.5mm。