[发明专利]一种小型化宽频带微带阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及的是无线通信领域的阵列天线，尤其涉及一种小型化宽频带微带阵列天线。

技术背景

随着无线电技术的发展，天线作为射频系统的前端，小型化和宽带工作是其发展的方向。目前微带天线可以比较容易的实现结构小型化，但宽带工作一般需要附加相应的措施才能实现，如多层介质耦合贴片、缝隙馈电等。为了提高微带天线的带宽，研究人员研究出不少技术来解决这个问题。Sang-HyukWi等人2007年在IEEETransactionsonAntennasandPropagation上发表了一篇论文“WidebandmicrostrippatchantennawithU-shapedparasiticelements”，文中给出一种U型寄生贴片的微带天线，利用矩形贴片和U型寄生贴片之间的缝隙耦合，实现了27.3％(中心频率：1.5GHz)的阻抗带宽，增益为6dB。刘清春等人在现代电子技术期刊2012年第5期发表了论文“一种新型宽频带E型微带天线的设计”，该论文在U型微带天线中间加一段传输线构成新型E型微带天线，产生多点谐振，实现在4.25～5.366GHz频带内反射系数均小于-10dB，方向最大增益达到9dB，相对带宽为23.2％。但是这些天线结构带宽展宽有限，同时均为单元结构，增益一般只有6～9dB，为获得更大增益或为了实现特定的方向性要求，常需要采用由微带辐射元组成的微带天线阵列，辐射元之间的互耦影响以及馈电网络的带宽限制等都将增加宽带设计难度。综上所述，设计一种宽频带、高增益、低损耗的微带阵列天线是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型的小型化宽频带微带阵列天线，实现宽频带、高增益、小型化设计。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种小型化宽频带微带阵列天线，包括：辐射阵列1，所述辐射阵列1包括若干个呈等间距阵列结构的辐射贴片单元a，所述辐射贴片单元a在矩形贴片基础上沿窄边方向轴对称开矩形槽11，辐射贴片单元a的顶端与底端呈相同阶梯状的矩形渐变切角结构12。

优选地，所述矩形渐变切角结构12包括：第一级切角121、第二级切角122、第三级切角123和第四级切角124。

优选地，所述辐射阵列1由24个呈等间距阵列结构的辐射贴片单元a组成。

优选地，所述的小型化宽频带微带阵列天线，还包含第一层介质板2、金属地板3、第二层介质板4、探针5和馈电网络6；

所述辐射阵列1位于第一层介质板2的上表面，所述馈电网络6位于第二层介质板4的下表面，所述金属地板3位于第一层介质板2和第二层介质板4之间，辐射阵列1和馈电网络6通过探针5打孔相连接。

优选地，所述馈电网络6为多级并联式T型功分网络，实现1分24等功分网络。

优选地，所述多级并联式T型功分网络包含第一级功分网络、第二级功分网络、第三级功分网络、第四级功分网络；

所述第一级功分网络为一个宽带三功分结构61，所述第二级功分网络为三个T型功分结构62，所述第三级功分网络为六个T型功分结构62，所述第四级功分网络为十二个T型功分结构62。

优选地，所述第一层介质板(2)和第二层介质板(4)均为低介电常数微波板。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

所述小型化宽频带微带阵列天线，采用矩形渐变切角结构和E型开槽结构，改变宽带天线电流的流向，同时增加多个谐振频点，实现微带天线的宽带化和小型化，同时馈电网络采用多级并联式T型功分网络，保证宽频带馈电形式。阵列天线在实现宽频带的同时，也减小了天线尺寸，天线结构特别简单，剖面低，易于安装及集成，结构简单，易于加工。此外，本发明操作方便，结构简单，有着很好的应用价值。

附图说明

图1为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的三维结构示意图；

图2为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的辐射阵列结构示意图；

图3为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线辐射贴片单元示意图；

图4为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的馈电网络结构示意图；

图5为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的回波损耗曲线图；

图6为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的仿真增益图。