[發明專利]一種加載矩形諧振臂的雙頻段微帶天線

在審

• 申請號: 202110944512.3
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113644431A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 莊華偉;劉長勇;莊俊杰;李飛;丁瑋
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/307;H01Q5/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發明公開一種加載矩形諧振臂的雙頻段微帶天線，包括：介質基板層、接地板層和輻射貼片層；輻射貼片層和接地板層分別位于介質基板層的上下兩側，輻射貼片層包括內外嵌套的圓環形貼片以及設置在外側圓環形貼片兩側的矩形諧振臂，且兩側的矩形諧振臂對稱設置。輻射貼片層包括外側圓環形貼片、內側圓環形貼片、內外側圓環連接貼片及矩形諧振臂。內外側圓環形貼片共同作用達到雙頻段特性。對稱設置的矩形諧振臂通過改變天線輻射表面的電流路徑來優化天線在3.27～3.80GHz和4.80～5.08GHz頻段內的阻抗匹配，使微帶天線具有良好的全向輻射特性和較大的增益。

技術領域

本發明涉及微帶天線技術領域，特別是涉及一種加載矩形諧振臂的雙頻段微帶天線。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著5G技術的普及，天線的小型化、多頻段、易集成、低駐波比和優良的全向輻射特性成為天線設計所關注的首要因素。目前常見的天線種類有微帶天線、倒F天線、偶極子及單極子天線等。其中，微帶天線因體積小、結構簡單、便于集成等特點深受廣大研究者和市場的青睞。

通過在印刷電路板上刻蝕不同形狀的凹槽可實現微帶天線的多頻段功能，并且其應用領域越來越廣。例如，通過在天線貼片上加載U形槽或L形槽可在不改變天線整體結構的基礎上產生多頻諧振的效果；同時，利用耦合倒L加載法、增加矩形諧振單元、CPW饋電結構、變形的頂加載單極子等方法同樣可實現天線的多頻特性。

現有微帶天線雖具有體積小、結構簡單等優點，但其仍存在諸如頻帶較窄、輻射效率較低、增益較小的問題。通過對現有方法分析對比可以看出，加載U 形槽或L形槽的方法在改變天線頻帶方面效果顯著，但對于已生成的多頻段帶寬進行擴展和進一步降低S₁₁值效果較差。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種加載矩形諧振臂的雙頻段微帶天線，包括外側圓環形貼片、內側圓環形貼片及矩形諧振臂。內外側圓環形貼片共同實現雙頻段特性。對稱設置的矩形諧振臂通過改變天線輻射表面的電流路徑來優化天線在3.27～3.80GHz和4.80～5.08GHz頻段內的阻抗匹配，并使其具有良好的全向輻射特性及產生較大的增益。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種加載矩形諧振臂的雙頻段微帶天線，包括：介質基板層、接地板層和輻射貼片層；輻射貼片層和接地板層分別位于介質基板層的上下兩側，輻射貼片層包括內外嵌套的圓環形貼片以及設置在外側圓環形貼片兩側的矩形諧振臂，且兩側的矩形諧振臂對稱設置。

作為可選擇的實施方式，所述輻射貼片還包括饋電結構，饋電結構為設于外側圓環形貼片上的矩形貼片。

作為可選擇的實施方式，兩側的矩形諧振臂相對于饋電結構對稱設置。

作為可選擇的實施方式，所述饋電結構的饋電方式為微帶線饋電。

作為可選擇的實施方式，所述內外嵌套的圓環形貼片中，外側圓環形貼片和內側圓環形貼片通過內外圓環連接貼片連接。

作為可選擇的實施方式，所述接地板層位于介質基板層下表面靠近饋電結構一側。

作為可選擇的實施方式，所述接地板層形狀為矩形。

作為可選擇的實施方式，所述矩形諧振臂的長為7.5mm，寬為2.5mm。

作為可選擇的實施方式，所述雙頻段微帶天線的工作頻段分別為3.27～3.80 GHz和4.80～5.08GHz。

第二方面，本發明提供一種第一方面所述的加載矩形諧振臂的雙頻段微帶天線在5G通信中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：