[發明專利]一種新型超寬帶平面單極子天線

在審

• 申請號: 202210417898.7
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114709608A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 趙全明;凡創;劉震;楊天意;李天成;邊澤鵬
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q5/307
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1.一種新型超寬帶平面單極子天線，該天線包括介質基板(1)，輻射貼片(2)，微帶饋線(3)，匹配微帶線(4)，接地貼片單元(5)，其特征在于：

所述的輻射貼片(2)、微帶饋線(3)與匹配微帶線(4)均印制在所述介質基板的(1)的上表面，所述接地貼片單元(5)印制在介質基板(1)的下表面。

所述的輻射貼片(2)采用五階階梯結構。

所述的匹配微帶線(4)采用寬度線性漸變的形式，其最下端與50Ω微帶饋線的最上端連接，最上端與輻射貼片(2)的第一層的最下端連接。

所述的輻射貼片(2)、微帶饋線(3)、匹配微帶線(4)、接地貼片單元(5)為對稱結構，對稱軸為介質基板(1)的中軸線。

所述的接地貼片單元(5)的左上角和右上角進行對稱切角處理，切角關于所述接地貼片單元(5)的中軸線對稱，形成切角缺陷地結構。

2.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述的介質基板為矩形。

3.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述的介質基板的采用F4B板材，其相對介電常數εr為2.2，損耗角正切為0.001。

4.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述介質基板的寬度W為11mm，長度L為29.1mm，厚度H為0.5mm。

5.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述輻射貼片(2)采用五層階梯型輻射單元。從與所述匹配微帶線(4)連接處開始分別為第一層、第二層、第三層、第四層和第五層，其中各層之間相互連接，第五層的上端延申到所述介質加基板(1)的上邊緣。從第一到第五層各層的長度w₁，w₂，w₃，w₄，w₅的取值分別為1.8mm，3.6mm，6mm，8.8mm與9.8mm；從第一到第五層各層的寬度L₁，L₂，L₃，L₄，L₅的取值分別為0.85mm，0.65mm，1.8mm，2mm與5mm。

6.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述微帶饋線的特征阻抗為50Ω，根據微帶線阻抗計算公式，其寬度feed_w取值為1.5mm，長度feed_l取值為4mm。

7.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述的匹配微帶線的采用寬度線性漸變形式，寬邊滿足50Ω微帶線特性并與所述微帶饋線(3)的上端連接，寬邊feed_w取值為1.5mm，窄邊與所述輻射貼片(2)第一層的最下端連接，優化后寬度feed_w2取值為0.4mm，匹配微帶線長度feed_l2取值為11mm。

8.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述的接地貼片單元的寬度與介質基板的寬度相同，其最下端延伸到所述介質基板(1)的最下端邊緣；左右兩端分別延伸到所述介質基板(1)的左右邊緣處；其上端處于所述輻射貼片(2)第一層的最下端的下面，兩者高度差g為0.7mm。

9.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述的接地貼片單元上端的左右兩角被切除，切角的長度cut_l為3mm，切角的寬度cut_w為2mm。

10.根據權利要求1所述的一種新型超寬帶平面單極子天線，其特征在于：所述的輻射貼片、微帶饋線、匹配微帶線和接地貼片單元均采用金屬覆銅，覆銅厚度為0.035mm。