[發明專利]一種X波段多縫隙加載寬帶毫米波微帶天線

有效

• 申請號: 202011308889.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112490652B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 崔娟娟;張敬全;王建強;羅林
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q9/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種X波段多縫隙加載寬帶毫米波微帶天線，屬于無線通訊領域。包括介質基板和接地板，介質基板上安裝有輻射貼片，利用介質基板上表面的非對稱矩形輻射貼片，結構極大以及金屬貼片的不同位置加載若干個縫隙，不但縮小了天線的幾何尺寸、提高了天線的增益同時還極大地拓展了天線的頻帶寬度，與此同時，天線的結構也非常簡單，解決了當前毫米波天線設計中存在的部分問題。本發明的微帶天線具有寬頻帶諧振、高遠場輻射增益，并且天線結構非常簡單，易于大規模商業應用。

技術領域

本發明屬于無線通訊領域，涉及一種X波段多縫隙加載寬帶毫米波微帶天線。

背景技術

無線通信技術在近年來得到飛速發展，已經從最初的模擬無線通信發展到現在的5G無線通信。而且人們對無線通信的依賴性越來越強，當前人們的生產生活已經無法離開無線通信。作為無線電子通信設備的重要組成部件，天線承擔著無線電波的接收和發射功能，實現高頻電流和電磁波間的相互轉換。人們對無線通信設備的要求越來越高，尤其是移動無線通信設備中的天線也需要不斷的更新換代。

毫米波是一種波長在1～10mm范圍內的電磁波。相比于低頻段微波，毫米波應用于無線通信系統中的重要優勢是毫米波擁有相當大的可用帶寬，而不利影響是空氣中的水蒸氣等會造成強烈的吸收。例如，在3～300GHz的頻譜范圍內，57～64GHz是氧氣吸收帶，164～200GHz是水蒸氣吸收帶，但是潛在的可用帶寬仍然有252GHz。目前，己制定技術標準或正在研究的毫米波頻段主要包括60GHz、28GHz、38GHz，在60GHz頻段內，全球無需許可即可使用的帶寬可達7GHz～9GHz。

毫米波頻段電磁波具有不少優秀的特征，所以被5G無線移動通信系統作為備選頻帶，在未來5G甚至是6G技術中將會得到廣泛的應用。

寬帶無線通信技術具有諸多技術優勢，因而能獲得廣泛關注并被大量應用到許多軍民用電子通信設備中。這些技術優點包括：1)傳輸速率高，寬帶信號帶寬達數G赫茲，可以提供較大的系統容量。2)穿透能力強，寬帶電磁波具有很強的穿透樹葉等障礙物的能力，寬帶技術還能用于探地雷達和實現隔墻成像等。3)隱蔽性好，由于超寬帶信號的發射功率十分低，信號被隱蔽在環境噪聲以及其他信號中，很難被敵方檢測到，因此超寬帶信號被攔截和偵察到的概率很低，可以應用于隱身電子設備或安全保密通信。4)多徑分辨能力很強，超寬帶信號為持續時間很短的脈沖并且占空比很低，多徑分量在時間上是能夠分離的。在接收端寬帶系統能夠實現多徑信號的分集接收，降低由于多徑干擾引起的性能損失。5)定位能力強，信號的距離分辨能力和信號的帶寬成正比。超寬帶系統的距離分辨精度可以達到其他系統的成百上千倍。6)系統結構簡單，且成本低，容易數字化。正是由于寬帶技術具有上面諸多優點，寬帶無線通信技術被廣泛地應用于無線通信、雷達、探測成像、高精度定位甚至醫學應用等領域。寬帶無線通信技術具有重要的應用前景和理論研究價值，被學術界和工業界人士普遍看好。

寬帶天線作為寬帶無線電子通信系統的關鍵部件，其性能直接決定了整個寬帶無線電子通信系統的性能，然而目前常用的寬帶天線的頻帶均較窄，因此設計一種性能優異的寬帶天線就顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中，X波段現有天線技術中頻帶寬度較窄、天線增益不高且天線結構較復雜的缺點，提供一種X波段多縫隙加載寬帶毫米波微帶天線。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種X波段多縫隙加載寬帶毫米波微帶天線，包括介質基板和安裝在介質基板下表面的接地板，介質基板的上表面安裝有饋電傳輸線和輻射貼片，輻射貼片為非對稱矩形結構，輻射貼片短邊一側的中點刻蝕有一個矩形缺口，饋電傳輸線設置在邊緣線的延伸線上，邊緣線為輻射貼片上與矩形缺口開口側平行的一條側邊；輻射貼片上表面刻蝕有若干個縫隙。

優選地，縫隙設有兩個時，包括第一縫隙和第二縫隙；其中第一縫隙位于輻射貼片的幾何中心，第二縫隙的開口位于輻射貼片上饋電傳輸線的安裝側。