[实用新型]双频低剖面介质透镜天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双频低剖面介质透镜天线，属于微波技术领域。

背景技术

随着现代无线通信技术的快速发展，对小型化平面化天线的要求越来越高，而且对其增益要求也越来越高。于是提出了通过在天线辐射方向添加部分辐射表面来以提高天线的增益的方法。物联网时代的到来，很多场合我们需要天线能够同时工作在多个频段。

传统的介质透镜天线在设计时存在下述两个问题：

1、传统的介质透镜天线，因为谐振条件的制约，以及腔体固定的剖面高度，天线只能谐振工作于一个频段，无法满足多频工作的需求；

2、传统的介质透镜天线由于只能控制部分反射表面的反射相位，使得天线剖面高度较高，而小型化又是今后天线发展的一个必然趋势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何使得谐振腔在腔体剖面高度一定的前提下在两个频段都满足谐振条件以提高馈源的辐射增益及如何改变相位以降低天线的剖面高度。为了使得天线双频谐振工作，降低天线的剖面高度，本实用新型提供一种双频低剖面介质透镜天线，能够有效使得天线在剖面高度一定的前提下在两个频段同时谐振工作，且降低了剖面的高度。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供一种双频低剖面介质透镜天线，包括顶层介质板和底层介质板，其中：底层介质板的上表面的中心处设置有一个矩形金属贴片，该矩形金属贴片的四周设置有周期性的方形金属贴片；底层介质板的下表面布满金属层作为接地板，该接地板上开有圆孔，用以焊接同轴接口进行馈电，该圆孔在底层介质板上表面的投影在矩形金属贴片上，但不与矩形金属贴片的中心重合；顶层介质板的上表面设置有方形金属层，且方形金属层上还开有周期性的菱形缝隙；顶层介质板的下表面设置有周期性的方形金属贴片；顶层介质板与底层介质板之间有一层空气层。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述矩形金属贴片关于底层介质板的中心线对称。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述顶层介质板的上下表面的周期性结构均未布满介质板表面，在介质板的四周预留一圈介质条带。

作为本实用新型的进一步优化方案，顶层介质板与底层介质板的厚度相同。

作为本实用新型的进一步优化方案，顶层介质板和底层介质板均为正方形。

作为本实用新型的进一步优化方案，顶层介质板的上下表面的周期性结构的周期相同。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、在底层介质板的中心位置印刷一块矩形的辐射贴片，并在底层用单同轴对其进行馈电，通过矩形贴片尺寸以及馈电点位置的选取，使得矩形辐射贴片能够在8.5GHz以及11.5GHZ连个频段同时工作，以此作为双频天线的馈源；

2、通过新型部分反射表面上下层周期性结构的设计，以及底层介质板上表面周期结构的选取，使得天线谐振腔上下两个面的反射相位在腔体高度一定的前提下，能够同时在馈源天线工作的两个频段实现谐振工作，以此提高天线的增益，另外，通过周期结构的选取也大大降低了天线的剖面高度。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构图。

图2是本实用新型的俯视图和侧视图，其中，（a）是俯视图，（b）是侧视图。

图3是底层介质板俯视图。

图4是底层介质板仰视图。

图5是部分反射表面俯视图。

图6是部分反射表面仰视图。

图7是天线的S参数图。

图8是天线在第一个工作频段增益随频率变化图。

图9是天线在第二个工作频段增益随频率变化图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型提供一种由两层介质板构成的双频低剖面介质透镜天线，如图1和图2中（a）、（b）所示，两层介质板之间有一层空气层。

如图3所示，底层介质板的上表面的中心处设置有一个矩形金属贴片，该矩形金属贴片的四周设置有周期性的方形金属贴片，矩形金属贴片的边长决定了天线的可以工作的频段。周期性的方形金属贴片的中心位置处空出6个周期单元，用于印刷辐射贴片（即矩形金属贴片）。在辐射贴片与方形贴片周期结构之间空出了一部分介质，这样降低了辐射贴片四周的周期结构对于辐射贴片的影响。本发明中，方形贴片周期结构并未敷满整个上表面，在方形贴片周期结构的周围留有部分未敷金属，以便用于后期打孔固定。