[發明專利]超寬頻帶平面天線

在審

• 申請號: 202010256579.3
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN111430909A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 李岳洲;胡南;徐重慧
• 申請（專利權）人: 蘇州邁斯維通信技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/00;H01Q13/00
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 潘時偉

本發明揭示了一種超寬頻帶平面天線。所述天線包括介質基板、設置于所述介質基板一側表面的饋電層、以及設置于所述介質基板另一相對側表面的輻射層，所述饋電層包括多段彎折延伸的微帶線條帶以及連接在所述微帶線條帶一端的扇形匹配枝節，所述輻射層包括與所述扇形匹配枝節對應的孔縫隙以及自所述孔縫隙延伸的漸變開口縫隙，所述漸變開口縫隙的開口尺寸在遠離所述孔縫隙的方向上逐漸增大。本發明的優點包括具有平面結構，成本低且具有超高阻抗帶寬和高增益性能。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種超寬頻帶平面天線。

背景技術

天線是現代無線通信系統中輻射、接收能量的關鍵部件。天線應用于廣播和電視、點對點無線電通訊、雷達和太空探索等系統之中。天線性能好壞決定了整個通信系統的帶寬的優劣。在商用領域，隨著5G的逐步啟動，加上之前已經普及的4G LTE以及雙頻WiFi等無線通信模式的廣泛普及，消費產品對天線的各項性能指標要求越來越苛刻。尤其是在5G領域，由于5G信號的覆蓋范圍較窄并且功耗較高，為了能夠充分利用5G的高速率通信帶來的便捷，開發出高增益低成本的終端天線以及基于小型場館的小基站天線的需求日益增加。因為較低的天線增益性能直接導致通信設備接收不到5G基站所覆蓋的通信信號，從而通信的質量和帶寬無法保證。

公開號為CN204538236U、CN106684564A、CN104600422A的專利文件公開了在商用領域常用的高增益天線實現形式。但是目前這些商業模型普遍具有阻抗帶寬窄的缺點，一般有效的帶寬不到20％，完全無法覆蓋在無線通信中的多頻帶需求，并且在實現結構上，普遍使用三維的立體結構來實現天線的高增益(10dBi左右)，不但生產成本大大增加，而且其非平面結構使得天線生產過程較為復雜。實際生產中必須為每款天線準備復雜的三維磨具，并且在天線實際使用過程中，天線安裝需要的空間也較大。

公開號為CN101304119A、CN1929203A的專利文件、文獻(IEEE Transaction onAntenna and Propagation，2005年，11期，3500－3504頁)Study of a Printed CircularDisk Monopole Antenna for UWB systems以及文獻(IEEE Transaction on Antenna andPropagation,2007年，第2期，383-387頁)Small Printed Ultrawideband Antenna WithReduced Ground Plane Effect提出了新穎的基于PCB板的平面天線設計，通過運用漸變傳輸線理論，能完全覆蓋超寬帶無線通信所需的3.1GHz-10.6GHz頻段范圍，阻抗帶寬超過100％，在設計上具有很大的參考價值。然而其覆蓋的3.1GHz-10.6GHz的頻譜范圍不覆蓋現階段的商業頻段如5G、4G、GSM以及WiFi等。因此，此類設計還需要大幅改進，使得平面天線能覆蓋所有的商業頻段范圍，從而使得設計能商用。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種小型化，易集成并且低加工成本，同時具有極大阻抗帶寬和極高增益的平面天線。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超寬頻帶平面天線，以解決現有技術中天線增益性能較低，且生產成本高，在天線安裝時候需要額外的空間和支撐結構的問題。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：

一實施例中，本申請提供一種超寬頻帶平面天線，所述天線包括介質基板、設置于所述介質基板一側表面的饋電層、以及設置于所述介質基板另一相對側表面的輻射層，所述饋電層包括多段彎折延伸的微帶線條帶以及連接在所述微帶線條帶一端的扇形匹配枝節，所述輻射層包括與所述扇形匹配枝節對應的孔縫隙以及自所述孔縫隙延伸的漸變開口縫隙，所述漸變開口縫隙的開口尺寸在遠離所述孔縫隙的方向上逐漸增大。

進一步，以天線的對稱中軸線為x軸，以天線臨近所述微帶線條帶的短軸線為y軸，所述漸變開口縫隙的曲線方程為：