[實用新型]一種基于強耦合的多頻寬帶分形陣列天線

有效

• 申請號: 201920428111.0
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN209374670U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 鄒永祥
• 申請（專利權）人: 宜賓學院
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q19/02;H01Q21/06;H01Q21/29;H01Q21/30
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本實用新型涉及天線技術領域，公開了一種基于單元間強耦合的多頻帶和寬帶分形陣列天線，包括由下而上設置的地板、輻射層和導向層，輻射層和導向層均由至少一個周期分形單元排列形成，所述周期分形單元包括：中心陣元和多個邊緣陣元，多個邊緣陣元均勻對稱設置在中心陣元的周圍，輻射層上的周期分形單元的中心陣元與其中一些邊緣陣元之間均通過饋電端口連接，輻射層上周期分形單元的中心陣元與其余邊緣陣元之間均通過電容耦合相連，導向層上的周期分形單元的中心陣元和邊緣陣元之間互不相連，這種基于強耦合的分形陣列天線，包含多個頻段、每個頻段具有較大帶寬。

技術領域

本實用新型涉及天線技術領域，特別涉及一種基于強耦合的多頻寬帶分形陣列天線。

背景技術

天線作為無線通訊系統的重要部件，其主要作用是在特定方向上接收和發射電磁波能力，因此天線的性能往往決定著整個無線通訊系統的性能。由于分形天線因其結構的自相似特性而具有多頻帶性。同時，由于分形天線具有分數維以及相應的空間填充特性，從而能縮減天線尺寸和面積；且可以通過在相鄰分形單元之間引入電容互耦增加耦合強度的強耦合技術，減小緊密排列的分形單元感抗，改善了分形天線的阻抗匹配特性，工作頻帶得以展寬。隨著無線通訊設備的體積不斷減小以及工作頻段不斷向寬頻帶發展，需要設計出適用于現代無線通訊的低剖面、易集成、多頻帶和寬帶化及小型化的天線。而本實用新型正是為解決以上需求而提出。

實用新型內容

本實用新型提供一種基于強耦合的多頻寬帶分形陣列天線，可以解決現有技術中的上述問題。

本實用新型提供了一種基于強耦合的多頻寬帶分形陣列天線，包括由下而上設置的地板、輻射層和導向層，輻射層和導向層均由至少一個周期分形單元排列形成，所述周期分形單元包括：中心陣元和多個邊緣陣元，多個邊緣陣元均勻對稱設置在中心陣元的周圍，輻射層上的周期分形單元的中心陣元與其中一些邊緣陣元之間均通過饋電端口連接，輻射層上周期分形單元的中心陣元與其余邊緣陣元之間均通過耦合電容相連，導向層上的周期分形單元的中心陣元和邊緣陣元之間互不相連，輻射層上的周期分形單元的中心陣元和多個邊緣陣元之間的單元間距均為0.1λ_h～0.3λ_h，λ_h為天線陣列最高工作頻率時自由空間的波長；導向層上的周期分形單元的中心陣元和多個邊緣陣元之間的單元間距均為0.1λ_h～0.3λ_h；

輻射層上相鄰兩個中心陣元之間的邊緣陣元為第一共用邊緣陣元，第一共用邊緣陣元的一端與其中一個中心陣元通過饋電端口連接，第一共用邊緣陣元的另一端與另一個的中心陣元通過耦合電容相連，

導向層上相鄰兩個中心陣元之間的邊緣陣元為第二共用邊緣陣元，第二共用邊緣陣元與相鄰兩個中心陣元互不相連；

輻射層與導向層之間的層間距為0.15λ_h～0.4λ_h，輻射層與地板之間層間距離為0.2λ_h～0.25λ_h。

所述地板、輻射層和導向層相鄰兩層之間由空氣隔絕。

所述輻射層和導向層均印刷于相對介電常數為2.3，厚度為0.04mm的介質薄膜上；輻射層、導向層以及地板之間由相對介電常數為1.03的材料填充。

所述中心陣元為邊長為0.4λ_h～0.6λ_h的正方形Sierpinski Carpet天線陣元。

所述Sierpinski Carpet天線陣元的分形維D＝log8/log3＝1.8928。

所述中心陣元為直徑為0.4λ_h～0.6λ_h的圓形Koch Snow天線陣元。

所述Koch Snow天線陣元的分形維D＝log4/log3＝1.2619。