[发明专利]一种电偶极子与蝶形缝隙互补型天线

说明书

技术领域

本发明属于无线电天线领域，涉及电偶极子与蝶形缝隙互补型宽带天线，尤其适用于移动通信、雷达等领域。

背景技术

现代无线电技术的迅速发展和广泛应用，有力地推动着天线系统向宽带、小型化、集成化以及高性能化方向发展。电偶极子与蝶形缝隙互补型天线，将基本电偶极子与蝶形缝隙(磁偶极子类)天线组合在一起，构成电磁互补型天线，从而形成较电偶极子、蝶形缝隙天线两者单独工作的带宽要宽的多的新型天线，由于该天线成本低、结构简单、剖面小、工作频带宽和易于批量生产，同时采用微带馈电形式，便于直接和系统其它电路集成等优点，因此在无线电天线领域具有广泛的应用前景。

随着4G移动通信LTE技术的发展对天线技术提出了新的要求，在尽可能不增加天线数目和设备的情况下，让天线在尽可能宽的频带或者多个频带上工作，具有多个工作模式并具有良好的传输特性是业界追求的目标。电偶极子与磁偶极子互补型天线是近些年来出现的新型天线技术，具有结构简单、工作带宽宽、电性能优异的特点受到了业界的青睐。

发明内容

技术问题：众所周知天线工作受到频带的限制，在通信、雷达、导航和电子对抗等无线电技术领域，特别是在目前4G移动通信巨大市场的需求牵引下，如何实现多频天线集成，且要满足体积小、结构紧凑、频带宽、电性能优良是一个挑战性的课题。本发明的目的就是开发一种宽带电偶极子与蝶形缝隙互补型天线，通过电偶极子天线与蝶形缝隙天线互补的方式，合理的解决两者的电激励、互耦、极化一致和天线方向图兼容，使之在多频状态下仍然具有出色的性能，实现宽带的频谱共享和信息的高效传输，提高频谱利用率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种电偶极子与蝶形缝隙互补型天线结构，根据电偶极子天线与蝶形缝隙天线工作在不同频段上，通过合理的构造和配置，选择合适的馈电方式、天线的极化统一，实现天线的互补工作。

该天线包括上层的电偶极子、中层的含有蝶形缝隙天线的金属面、下层的微带馈电线三层结构；在上层的电偶极子中，左向L形金属片和右向L形金属片构成T型电偶极子天线；在中层，含有蝶形缝隙天线的金属面位于做为载体的介质板上方，在下层部分，微带馈电线位于介质板下方。

所述的电偶极子中的左向L形金属片和右向L形金属片构成的双臂相隔一间距S，该双臂长度接近半波长，水平放置，平行于介质板；亦可由中心向两侧倾斜锐角放置，电偶极子坐落在含有蝶形缝隙天线的金属面上，高度为h。

所述的含有蝶形缝隙天线的金属面上，蝶形缝隙天线是在金属层上刻蚀出的一对三角形构成，该一对三角形顶点相对；蝶形缝隙天线也可以是微带槽线构成，其包络为三角形。

下层的微带馈电线为金属微带线，由该微带线为天线馈电。

所述的间距S小于十分之一波长，跨接在蝶形缝隙两侧。

所述的高度h＝(0.8～1.2)×0.25波长。

有益效果：

1)金属电偶极子天线是由基本电振子天线，广泛应用在GSM和3G移动通信基站天线上，具有结构紧凑、成本低廉等优点。

2)蝶形缝隙天线是一类磁偶极天线，在工作频段内具有较好带宽特性。且其附着在电偶极子天线的地板上，结构紧凑，采用成熟的PCB(印刷电路)加工工艺，易批量生产，加工精度高、电性能稳定。

3)电偶极子天线与蝶形缝隙天线两者电磁互补，通过合理的构造和配置可以使其天线方向图背瓣相消，主瓣迭加，频带互补。

4)通过采用合理的馈电方式，可使电偶极子与蝶形缝隙互补型天线的相对阻抗带宽，从单一天线的2.7％提高到26.2％(VSWR≤2)。

附图说明

图1是电偶极子与蝶形缝隙互补型天线三层结构示意图；

图2是电偶极子中心向两侧倾斜锐角放置的三层结构示意图；

图3是电偶极子与蝶形缝隙互补型天线立体图；

图4是蝶形缝隙天线结构示意图；

图5是电偶极子与蝶形缝隙互补型天线增益实测结果。

其中有：电偶极子1、左向L形金属片11、右向L形金属片12、介质板2、含有蝶形缝隙天线的金属面21、微带馈电线3；左向L形金属片11与右向L形金属片12的间距S、高度h；左向L形金属片11与右向L形金属片12由中心向两侧倾斜锐角α。

具体实施方式