CN203386903U

CN203386903U - 宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线

Info

Publication number: CN203386903U
Application number: CN201320452007.8U
Authority: CN
Inventors: 张昕; 谭世伟
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2023-07-26

Abstract

本实用新型提供的是一种宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线。包括地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、探针、主振贴片和寄生贴片，寄生贴片位于上层介质板的下表面，主振贴片位于底层介质板的上表面，主振贴片和寄生贴片均为矩形，探针顶端与主振贴片在同一平面，探针顶端圆面相切于主振贴片的长边，探针的中心轴与主振贴片的长边对称轴的距离等于探针的中心轴与主振贴片的短边对称轴的距离，主振贴片和寄生贴片相互平行且二者的对称轴重合。本实用新型完全满足毫米波段宽频带高增益无线通信的要求，具有频带宽、增益高、馈电方式新颖、馈电结构简单、整体结构简单等优点。

Description

宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线

技术领域

本实用新型涉及的是一种无线通信天线。

背景技术

由于无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能化，小型化，超宽带，频率上移以及与周围环境友好协调的方向发展，这使得宽频带，小型化，高增益，毫米波段天线成为国内外研究的热点课题之一。它涉及到天线的宽带阻抗匹配技术，天线的加载技术，天线的电抗补偿技术等先进技术和工艺。

近几年，随着无线通信事业的大力发展及通信容量的增加，使天线的频段逐渐由低频段发展到高频段。目前已使用的Ku、K、Ka频段也越来越显得拥挤。故毫米波段及亚毫米波段的天线设计是天线发展的必然趋势。随着T/R组件的小型化及数字化的大力发展，使得固态有源相控阵天线的应用范围越来越广。除为了考虑成本外，目前世界上的最先进战机均采用固态有源相控阵天线的形式，且星载天线也渐渐采用有源相控阵形式。故设计毫米波段固态有源相控阵天线单元是天线发展的一种趋势。

毫米波微带天线发展至今已经有近三十年时间，它和其他波段的微带天线，如微波微带天线，几乎是同时出现的。在十九世纪七十年代初期，人们对微带天线产生了浓厚的兴趣。这是因为微带天线具有体积小、重量轻、剖面薄、造价低、易共形、易集成等诸多优点。结合毫米波的许多固有特性，如波长短、频带宽、在雾、雪、尘埃等中有良好的传播特性，毫米波微带天线也在同一时期受到了世界各国天线研究者的关注。

对于微带天线的频带，可以有多种途径来展宽，比如选择低的介电常数和厚的介质基板，以及对贴片适当的开槽等等。之前，已经提到采用增加寄生贴片来展宽频带以及提高增益，以及提出用双L型探针馈电的形式来提高天线的频带和增益。但这些方法比较不理想，比如结构复杂，设计繁琐，通用性差，加工成本高，且性能存在一定的缺陷，不宜推广，因此设计新型的毫米波段宽带高增益天线成为一个趋势。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可以应用于毫米波段（49GHz-70GHz）无线通信，且剖面低、体积小、结构简单、易加工的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线。

本实用新型的目的是这样实现：

包括地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、探针、主振贴片和寄生贴片，寄生贴片位于上层介质板的下表面，主振贴片位于底层介质板的上表面，主振贴片和寄生贴片均为矩形，探针顶端与主振贴片在同一平面，探针顶端圆面相切于主振贴片的长边，探针的中心轴与主振贴片的长边对称轴的距离等于探针的中心轴与主振贴片的短边对称轴的距离，主振贴片和寄生贴片相互平行且二者的对称轴重合。

本实用新型还可以包括：

1、主振贴片的长边与短边的比例为2:1；寄生贴片的长边与短边的比例为2:1。

2、主振贴片的长边与寄生贴片的长边的比例为2：1；主振贴片的短边与寄生贴片的短边的比例为2:1。

3、在地板的下部连接有馈电同轴电缆，同轴电缆的信号线穿过金属地板后连接到探针上，所述的地板与馈电同轴电缆地线相连接。

4、地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、主振贴片和寄生贴片的对称轴都重合。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和积极效果：

（1）本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线具有频带宽（仿真带宽49GHz-70GHz，绝对带宽达到21GHz）、增益高（仿真软件仿真55GHz-69GHz增益均在10dBi以上）、整体结构简单、馈电型式新颖、馈电结构简单等优点，本实用新型天线完全满足毫米波段宽频带高增益无线通信的要求。

（2）本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线可完全实用于星载、机载、弹载及地面毫米波段无线通信的需求；另外，在不改变天线结构的前提下，通过改变天线的尺寸可将该毫米波段天线应用在其它频段的无线通信的系统中。

（3）本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线还具有馈电方式新颖，馈电结构为探针与贴片相切的简单的馈电型式的优点。

（4）本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线还具有剖面低、结构简单、易加工、成本低的优点。

附图说明

图1本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线的立体图。

图2本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线的俯视图。

图3本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线中的探针与贴片相切馈电方式的平面图。

图4本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线中的二贴片的平面图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。

结合图1和图2，宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线包括上层介质板1、寄生贴片2、中层介质板3、主振贴片4、馈电探针5、下层介质板6和接地板7。

结合图3，主振贴片4和馈电探针5相切构成探针与贴片相切馈电方式，馈电探针5的中心轴与主振贴片4的两个边中心对称轴距离相等为d。

结合图4，寄生贴片2与主振贴片4成轴对称分布，寄生贴片2和主振贴片4的长边与短边成比例为2:1，寄生贴片2和主振贴片4各自的长边与短边成比例为2:1。

地板7由良导体制成，其在馈电点位置开圆孔，以方便馈电同轴电缆的信号线可以穿过，从而和馈电探针5相连。地板7和馈电同轴电缆的地线相连。

本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线达到了如下工作参数：工作带宽49GHz—70GHz；仿真软件仿真55GHz-69GHz增益均在10dBi以上；馈电方式新颖，馈电结构简单。同时本实用新型宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线还具有剖面低、结构简单、易加工的特点。

虽然本发明以较佳实施实例公开如上，但它们并不是用来限定发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可做各种变化和润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims

1.一种宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，包括地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、探针、主振贴片和寄生贴片，其特征是：寄生贴片位于上层介质板的下表面，主振贴片位于底层介质板的上表面，主振贴片和寄生贴片均为矩形，探针顶端与主振贴片在同一平面，探针顶端圆面相切于主振贴片的长边，探针的中心轴与主振贴片的长边对称轴的距离等于探针的中心轴与主振贴片的短边对称轴的距离，主振贴片和寄生贴片相互平行且二者的对称轴重合。

2.根据权利要求1所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：主振贴片的长边与短边的比例为2:1；寄生贴片的长边与短边的比例为2:1。

3.根据权利要求1或2所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：主振贴片的长边与寄生贴片的长边的比例为2：1；主振贴片的短边与寄生贴片的短边的比例为2:1。

4.根据权利要求1或2所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：在地板的下部连接有馈电同轴电缆，同轴电缆的信号线穿过金属地板后连接到探针上，所述的地板与馈电同轴电缆地线相连接。

5.根据权利要求3所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：在地板的下部连接有馈电同轴电缆，同轴电缆的信号线穿过金属地板后连接到探针上，所述的地板与馈电同轴电缆地线相连接。

6.根据权利要求1或2所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、主振贴片和寄生贴片的对称轴都重合。

7.根据权利要求3所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、主振贴片和寄生贴片的对称轴都重合。

8.根据权利要求4所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、主振贴片和寄生贴片的对称轴都重合。

9.根据权利要求5所述的宽带高增益探针与贴片相切馈电方式天线，其特征是：地板、底层介质板、中间介质层、上层介质板、主振贴片和寄生贴片的对称轴都重合。