[發明專利]一種小型化超寬帶微帶天線及電路板組件

有效

• 申請號: 202010156817.3
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111211415B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 馬征;肖波;吳彥良;鄧文強;張雯睿;陳要廷
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/25;H01Q9/30;H01Q13/08
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明涉及天線技術領域，具體而言，涉及一種小型化超寬帶微帶天線。包括基板，基板上設置有輻射貼片和接地部；所述輻射貼片包括單極子和耦合結構；所述耦合結構包括第一部分和第二部分；所述第一部分和第二部分分別設置在基板的兩面；所述第一部分包括第二子貼片、兩個互相平行的第一子貼片和兩個互相平行的第三子貼片，所述兩個第一子貼片和兩個互相平行的第三子貼片分別設置于第二子貼片的兩側；所述第二部分為U型結構。本發明中的超寬帶微帶天線，尺寸僅為20mm x 34mm，具有較小的尺寸，且在減少尺寸的情況下，還具有超寬帶、高增益和全向性好的優點。本發明有效工作頻段為3.05?11.08GHz，總帶寬為8GHz，平均增益高于5dBi，峰值為8.2dBi，在3.1GHz?6GHz達到全向輻射特性。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體而言，涉及一種小型化超寬帶微帶天線及電路板組件。

背景技術

微帶天線在一個薄介質基片上，一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕方法制成一定形狀的金屬貼片，利用微帶線或同軸探針對貼片饋電構成的天線。微帶天線有細長帶條形式的微帶振子天線，也有面積單元形式的，其面積單元可以等效為一個諧振腔，在其諧振頻率附近即工作頻段內獲得良好的輻射特性。雖然目前對于微帶天線的研究和應用已經很成熟，然而對于微帶天線電磁散射特性的分析研究還有許多值得研究的問題。

超寬帶通訊技術起源于20世紀50年代末期，此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著當代無線通信技術的飛速發展，人們對高速無線互連提出了更高的要求，超寬帶技術的民用化又被重新提出，并受到人們的關注。超寬帶通常是指信號絕對帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25％的脈沖信號。超寬帶與常見的通信方式使用的連續載波不同，它采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。這些脈沖所占用的帶寬可高達幾個GHz，因此最大數據傳輸速率可以達到幾百Mbps至Gbps。在高速通信的同時，UWB設備的發射功率卻很小，僅僅是現有設備的幾百分之一，這對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現有無線電設備共享帶寬而不干擾現有的其它通訊系統。

超寬帶天線工作帶寬大，適用于寬帶通信以及脈沖通信等場景。在超寬帶天線中，重要的衡量指標有：帶寬、增益以及方向圖。根據不同的應用場合還需控制天線的尺寸，尺寸更小的天線占用的空間就小，更能夠適應要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種小型化超寬帶微帶天線及電路板組件，以改善上述問題。為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一方面，本申請提供了一種小型化超寬帶微帶天線，包括基板，所述基板上設置有輻射貼片和接地部；所述輻射貼片包括單極子和耦合結構；所述耦合結構包括第一部分和第二部分；所述第一部分和第二部分分別設置在基板的兩面；所述第一部分包括第二子貼片、兩個互相平行的第一子貼片和兩個互相平行的第三子貼片，所述兩個第一子貼片和兩個互相平行的第三子貼片分別設置于第二子貼片的兩側；所述第二部分為U型結構。

可選地，所述兩個第一子貼片分別設置在第二子貼片的兩端；且所述兩個第一子貼片分別與第二子貼片垂直。

可選地，所述單極子和第一部分設置在基板的同一面上，且所述單極子設置在兩個第三子貼片之間。

可選地，所述第一部分和第二部分均設置在基板的上部，所述單極子和接地部均設置在基板的下部。

可選地，所述第一部分、第二部分、單極子和接地部的中軸線均與基板的中軸線位于同一直線上。

可選地，所述第二部分包括第五子貼片和兩個互相平行的第四子貼片，所述兩個第四子貼片分別設置于第五子貼片的兩端。

可選地，所述接地部與所述第二部分設置在基板的同一面上，所述接地部的上方設置有凹槽。所述凹槽的為矩形凹槽，其尺寸為6.6x3.2mm。