[發明專利]一種應用于無源感知系統的Fabry-Perot諧振腔天線

有效

• 申請號: 202110606544.2
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113471676B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王夫蔚;魏周朋;牛思瑩;焦文麗;丁泊凱;陳曉江;房鼎益
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 梁寶龍

本發明公開了一種應用于無源感知系統的Fabry?Perot諧振腔天線，包括饋源微帶天線和覆蓋層，所述覆蓋層由單元結構周期性排列而成，其覆蓋層位于饋源微帶天線的正上方，饋源微帶天線包括饋源微帶天線介質基板和饋源，饋源微帶天線介質基板的下表面為銅質地板，其上表面為刻蝕形成的銅箔輻射貼片，即形成饋源。本發明設計的Fabry?Perot諧振腔天線尺寸為220mm*220mm*48.5mm，增益在天線正上方達到最大，仿真值為11.56dB。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種應用于無源感知系統的Fabry-Perot諧振腔天線。

背景技術

在WIFI無源感知系統中，無源傳感器微弱的感知信號會被多徑信號甚至噪聲淹沒，造成感知精度和可靠性降低。為了提高感知信號分辨率，我們需要提高發射信號的增益。

Fabry-Perot諧振腔天線主要由天線覆層、饋源天線、金屬地板三部分組成。饋源天線發射出的電磁波激勵整個諧振腔，產生的輻射場被看做全部來源于腔底一點。饋源天線輻射出的電磁波在上層的覆層和下層的地板之間經過無數次的反射和透射，當兩塊平行板之間的距離滿足諧振條件，透射出的電磁波實現同相疊加，并由中心向邊沿處傳播，諧振腔天線增益便得到提升。覆層的結構也會影響電磁波的反射相位，通過合理的設計覆層的結構，可以使工作頻率處的電磁波的反射相位保持在0度附近，即可以降低Fabry-Perot諧振腔天線的剖面，從而實現天線的小型化。

發明內容

本發明的目的是針對基于WIFI信號遠距離無源感知中無線傳感器接收信號較弱的問題，提出一種基于加載覆層的Fabry-Perot諧振腔高增益天線，以提高電磁波接收效率，實現提高感知精度的目的。

本發明采用的技術方案是：

一種應用于無源感知系統的Fabry-Perot諧振腔天線，包括饋源微帶天線和覆蓋層，所述覆蓋層由單元結構周期性排列而成，其覆蓋層位于饋源微帶天線的正上方，饋源微帶天線包括饋源微帶天線介質基板和饋源，饋源微帶天線介質基板的下表面為銅質地板，其上表面為刻蝕形成的銅箔輻射貼片，即形成饋源。

優選的，所述覆蓋層由單元結構按照11*11方式排列而成，其尺寸為220mm*220mm*1mm，所述單元結構尺寸為20mm，所述覆蓋層與銅質地板之間的距離為46mm，饋源微帶天線的增益提高5.24dB。

優選的，所述單元結構的上表面為帶有矩形槽的方環形，且在方環形的中央放置有圓形貼片的頻率選擇表面，其下表面為圓形的金屬貼片型頻率選擇表面，在上表面與下表面之間的中間結構采用Arlon AD3502A介質基板。

優選的，所述方環形內側的一對稱內壁上設置有齒牙槽。

優選的，所述方環形的外長為20mm，其內長為13.5mm，所述矩形槽的長和寬均為0.5mm，所述圓形貼片的半徑為4mm；所述圓形的金屬貼片的半徑為9.8mm。

優選的，所述Arlon AD3502A介質基板與饋源微帶天線介質基板的長度和寬度相同。

優選的，所述饋源微帶天線采用同軸饋電的方式，尺寸為24mm*23mm，饋源微帶天線的工作頻率為2.45GH，增益為6.32dB，增益最大方向為饋源微帶天線的正上方。

本發明的有益效果：本發明設計的Fabry-Perot諧振腔天線尺寸為220mm*220mm*48.5mm，天線工作的頻率為2.45GHz,帶寬滿足WIFI頻段，增益在天線正上方達到最大，仿真值為11.56dB。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。