[发明专利]一种小型化介质贴片天线

说明书

本发明小型化介质贴片天线，包括自下而上依次层叠设置的第一介质基板、金属反射地板、第二介质基板和介质贴片，第一介质基板的下表面设有用于耦合馈电的微带馈线，介质贴片远离天线的信号输入端的一个侧面贴敷有金属薄片，并且该金属薄片与金属反射地板短路连接。本发明为一种侧面被短路的半切介质贴片，用于设计小型化低剖面天线。根据主模TM₁₀₁模的电场分布，通过将半波长的介质贴片的中心平面有效地接地形成短路，从而实现半切，得到一个四分之一波长的介质贴片。所得到的半切的四分之一波长介质贴片可以很好地被缝隙耦合激励，从而用于天线的设计。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及基于半切技术的小型化介质贴片天线。

背景技术

介质谐振器天线自1983年首次提出以来已被广泛研究。与金属天线相比，介质谐振器天线具有几个优越的特性，如低损耗，重量轻和容易被激励。随着通信系统的小型化，对小型天线的需求不断增加。为了满足这一需求，已经有专家提出了多种关于小型化介质谐振器天线的设计。介质谐振器天线的半切或四分之一切技术是实现小型化的有效方法。然而，半切或者四分之一切的介质谐振器仍然工作在介质谐振器的固有模式中，通过介质谐振器的多个面进行辐射，因此增益相对较低。除此之外，它们的高剖面将成为实际应用中的障碍。为了解决这个问题，2013年有专家发展了一种准平面介质贴片天线，该天线具有与微带贴片天线类似的特性。由于引入了贴片腔模式的辐射机制，该天线增益比传统介质谐振器天线提高了0.5到1dB。但是，到目前为止还没有发展出针对介质贴片天线的小型化设计方法。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种结构简单的小型化介质贴片天线。通过使用缝隙耦合来激励半切四分之一波长介质贴片的主模TM₁₀₁模，可以获得小型化低剖面介质贴片天线。

为了达到上述目的，本发明提出的小型化介质贴片天线，包括自下而上依次层叠设置的第一介质基板、金属反射地板、第二介质基板和介质贴片，所述第一介质基板的下表面设有用于耦合馈电的微带馈线，其特征在于：介质贴片远离天线的信号输入端的一个侧面贴敷有金属薄片，并且该金属薄片与金属反射地板短路连接。

本发明还具有进一步的特征：

1、所述第二介质基板的上表面设有与金属薄片相连的金属焊盘，所述第二介质基板开设有一排与金属焊盘相连的金属化通孔，所述金属化通孔的上端与金属焊盘相连，下端与金属反射地板相连，从而实现金属薄片的短路连接。

2、所述金属反射地板的垂直中分面上具有一缝隙，所述微带馈线在金属反射地板上的投影与该缝隙垂直相交。

本发明为一种侧面被短路的半切介质贴片，用于设计小型化低剖面天线。根据主模TM₁₀₁模的电场分布，通过将半波长的介质贴片的中心平面有效地接地形成短路，从而实现半切，得到一个四分之一波长的介质贴片。所得到的半切的四分之一波长介质贴片可以很好地被缝隙耦合激励，从而用于天线的设计。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明小型化介质贴片天线的分解图。

图2是本发明小型化介质贴片天线的俯视图。

图3是本发明小型化介质贴片天线的侧视图。

图4是本发明小型化介质贴片天线仿真和测试的反射系数(S₁₁)和增益曲线对比图。

图5是本发明小型化介质贴片天线在4.15GHz频率点下的仿真和测试的天线辐射E面方向图。

图6是本发明小型化介质贴片天线在4.15GHz频率点下的仿真和测试的天线辐射H面方向图。

具体实施方式