[发明专利]一种低剖面宽带天线

说明书

本发明公开了一种低剖面宽带天线，涉及天线结构领域。包括介质基板(105)，设置在介质基板上的微带传输线(103)，第一偶极子辐射单元(102)，第二V形寄生辐射单元(104)，以及设置在介质基板背面的部分接地面(101)。第一偶极子辐射单元(102)由两臂弯折成S形(1021)以及反S形(1022)结构组成，第一偶极子辐射单元(102)与微带传输线(103)直接相连馈电，第二V形寄生辐射单元(104)通过与第一偶极子辐射单元(102)之间的缝隙进行耦合馈电。微带传输线(103)与连接器的内导体相连接，连接器的外导体与部分接地面(101)连接。具有剖面低、尺寸小、易集成，且可以和电抗元件混合使用等特点，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及天线结构领域，具体涉及一种低剖面宽带天线。

背景技术

伴随着电子科学技术的飞跃式发展，无线通信技术及其衍生品已经越来普及，电子设备所具有更多的功能，所要求的信号带宽也在不断提高，对于无线通信中必不可少的天线提出了更高的要求以及严格的参数指标。并且在当前的无线通信技术中，信息安全越来越受到人们的重视，为了保证通信的安全性，目前最普遍采用的措施有很多，例如多频段、多天线以及宽带跳频技术。在宽带跳频技术中，随着跳频速率越来越高，跳频的频率范围也随之越来越宽。有时候为了达到跳频的目的，在有效的空间内放置多副天线，但是由于天线之间存在严重的相互干扰，反而导致通信质量的下降。这就迫切要求单个的一副天线能够覆盖非常宽的工作频带，从而使电台之间可以在共用一副天线的条件下就可以实现在宽频段上完成跳频，同时为了保证无线通信质量，还要求天线具有高效率和高发射功率。同时在电子装备技术不断向前发展的今天，无论是民用无线通信装备还是军用的无线通信装备中，在通信高质量化的前提条件下，要求无线通信系统同时具有宽频带与小型化的性能，因此近些年来天线领域的研究热点一直聚焦于小型化宽带天线。偶极子天线作为在工程应用当中最常见的天线形式，在通信、广播、电视、雷达、导航、遥感测试等领域内，偶极子天线都有着其它天线不能代替的作用。尽管当前出现了各种天线设计的新思想，以及一些新型的材料应用到天线的设计当中，偶极子天线仍然以其简单的天线结构、低廉的造价成本、稳定的性能等优势在天线领域内仍有着举足轻重的低位。因为偶极子天线依然是天线工程师研究的热点，偶极子天线的应用领域仍旧在不断的扩展。平面偶极子天线可以视为偶极子天线平面化的结果。它将偶极子天线集成到印刷电路板上，采用微带线或者共面波导馈电，这样降低了天线的剖面，同时具有工艺简单、精度较高加工成本低等优点。平面偶极子天线展宽阻抗带宽可以通过改变馈电方式以及调节微带线长度实现，对偶极子天线的两臂进行反向馈电，可以实现定向性。同时，也可以通过组阵来进行全向的辐射覆盖。

HuaHuang等人在2015年提出一种宽带双极化偶极子天线，该天线由两对蝴蝶结形偶极子单元以及底部反射腔组成，偶极子单元由2mm厚的铜板制成，馈线与偶极子单元垂直，通过同轴馈线给两对偶极子单元馈电，通过调整底部反射腔可以获得不同的波束宽度。该天线与传统偶极子天线相比具有更宽的带宽，但是由于是3D天线，尺寸较大，难以集成，工程调试困难，一致性较差。Mingjian Li与Kwai-Man Luk两人于2015年提出一种宽带偶极子天线，该天线由四个金属板，四个矩形金属柱，两个正交的Γ形探针和一个盒形反射器组成。金属板、金属柱和反射器由铝板制成，探针底部与连接器相连，上端通过耦合对金属板馈电。该天线具有较宽的带宽和较好的定向特性，但是同样的，尺寸过大，难以集成。SonXuat Ta等人在2017年提出了一种宽带印刷偶极子天线，该天线由一个50Ω的微带线馈线，一个半覆盖接地面，一个平衡-不平衡转换器和一个印刷偶极子组成。馈线位于介质基板的上面，而偶极子和接地面位于介质基板的背面，该天线具有较好的带宽性能和较好的定向性，但是接地板的尺寸较大，不利于天线的小型化。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种低剖面宽带天线，采用微带传输线馈电，辐射单元采用微带传输线直接馈电和寄生耦合间接馈电相结合的方式，以及双辐射单元结合的一体化设计，实现天线的宽带化，低剖面的设计。

本发明的目的是这样实现的：