[實用新型]一種加載頻率選擇表面的圓形超寬帶微帶天線

有效

• 申請號: 202020446741.3
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN211980893U
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 孔勐;聶紅軍;陳明生;張忠祥;張量
• 申請（專利權）人: 合肥師范學院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q15/00
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 尹春雷

本實用新型公開了一種加載頻率選擇表面的圓形超寬帶微帶天線，工作頻段覆3GHz至11GHz，該天線由頻率選擇表面和圓形超寬帶微帶天線兩部分構成。頻率選擇表面由具有5*6個帶阻性質的“窗花”型周期單元構成，每個單元由介質基板，輻射貼片組合而成；圓形超寬帶微帶天線由介質基板，接地板，輻射貼片構成，阻抗匹配采用三段式饋線級聯；本實用新型將頻率選擇表面加載于微帶天線上方，天線與頻率選擇表面間距為8.7mm,旨在提高微帶天線的增益和方向性；同時，頻率選擇表面結構簡單，易與天線外殼及雷達罩集成。

技術領域

本實用新型屬于天線設計領域，尤其涉及一種加載頻率選擇表面的圓形超寬帶微帶天線。

背景技術

天線作為移動通信系統中重要的硬件部分，其性能直接決定著移動通信系統的工作效率，超寬帶天線由于低損耗，高穿透性，傳輸容量大等特點，廣泛應用于移動通信網絡中。隨著5G移動通信技術的發展，對超寬帶天線的高增益、易集成等方面的性能提出了更高的要求，本實用新型利用頻率選擇表面FSS（Frequency Selective Surfaces FSS)加載在圓形超寬帶微帶天線上，使天線輻射出的電磁波經過加載的FSS，在保證微帶天線寬頻帶、易集成特點的條件下，進一步提升天線的增益。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種加載頻率選擇表面的圓形超寬帶微帶天線。

為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種加載頻率選擇表面的圓形超寬帶微帶天線，它包括5*6個帶阻性質的“窗花”型單元結構構成的頻率選擇表面以及圓形超寬帶微帶天線；將“窗花”型頻率選擇表面加載于圓形超寬帶微帶天線上方；

“窗花”型單元結構包含單元介質層以及單元輻射貼片層；

圓形超寬帶微帶天線包含介質層、輻射貼片層以及矩形金屬貼片接地板層；

所述“窗花”型單元結構的單元輻射貼片層包括四片呈中心對稱的L形金屬貼片、位于單元介質層中心的正方形金屬貼片、邊緣方環金屬貼片和第一類型矩形介質基板；每組所述L形金屬貼片是由兩條矩形貼片經過布爾求和運算得到，再由對稱操作得到四塊相同的L形金屬貼片，位于單元介質層中心的正方形金屬貼片與L形貼片保持一定間距；所述L形金屬貼片對稱的中心，正方形金屬貼片中心，均與第一類型矩形介質基板的中心對齊；

所述圓形超寬帶微帶天線的輻射貼片層包括一塊圓形的金屬貼片，三段矩形金屬饋線，所述圓形金屬貼片與三段金屬饋線經過布爾求和運算連接在一塊；所述圓形超寬帶微帶天線是由輻射貼片層、一組包含第二類型矩形介質基板的介質層和一塊矩形金屬貼片接地板層構成組合；

所述頻率選擇表面以及圓形超寬帶微帶天線自上而下按照圓形金屬貼片和三段矩形金屬饋線、第二類型矩形介質基板、矩形金屬貼片接地板層、L形金屬貼片及邊緣方形金屬貼片、第一類型介質基板排列；

所述頻率選擇表面與圓形超寬帶微帶天線之間存在一定厚度的空氣層。

進一步的，所述第一類型矩形介質基板的材質為Rogers RT/duroid 6010/6010LM；所述第二類型矩形介質基板的材質為Rogers RT/duroid5880。

再進一步的，所述空氣層的厚度為8.7mm。

更進一步的，所述“窗花”型單元結構的正方形金屬貼片的邊長為4.5mm。

優選的，所述“窗花”型單元結構的外圍方環形金屬貼片外徑與內徑分別是8.25mm與8mm。

特別的，所述圓形超寬帶微帶天線的圓形貼片半徑為7.75mm。

更進一步的，所述圓形超寬帶微帶天線的矩形金屬貼片接地板層尺寸為28*17.5mm。

綜上所述本實用新型具有以下有益效果：