[发明专利]一种基于差分馈电技术的低剖面宽带微带天线

说明书

本发明公开了一种基于差分馈电技术的低剖面宽带微带天线，包括上、下层介质板和印刷在上、下两层介质板表面的金属贴片，上下两层介质板通过四个短路接地柱和两根用于馈电的同轴内芯连接；上层金属贴片包括印刷在上层介质板上表面的呈“王”字形金属贴片和两个“凹”字形金属贴片，上层介质板下表面有两个圆形金属贴片；下层介质板上金属贴片为金属地板。两根同轴内芯穿过下层介质板和两层介质板之间的空气间隙，分别与印刷在上层介质板的两个圆形金属片接触，并与下层介质板的金属地板组合形成两个馈电端口。该天线采用差分馈电，具有频带宽、剖面低、增益高、结构简单等优点，适合用于基站通信、无线局域网等无线通信领域。

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的天线设计技术，特别涉及一种基于差分馈电技术的低剖面宽带微带天线。

背景技术

随着现代无线通信技术的发展，天线作为无线通信系统的前端器件发挥着越来越重要的作用。由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需要，低剖面、宽频带、高增益的微带天线受到众多设计者的研究。在现有展宽带宽技术中，多采用增加空气层的高度的方法，或采用多层贴片堆叠的方法，然而这些方法都增加了天线的剖面。利用多模式工作的微带贴片天线，并结合差分馈电技术，可以实现宽频带、低剖面、高增益、结构简单等特性的微带贴片天线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用多模谐振特性，实现一种基于差分馈电技术的低剖面宽带微带天线。此天线具有宽频带、低剖面、高增益、结构简单等特点。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种基于差分馈电技术的低剖面宽带微带天线，微带天线包括上、下层介质板和印刷在上、下两层介质板表面的金属贴片，上下两层介质板通过四个短路接地柱和两根用于馈电的同轴内芯连接；

印刷在所述上层介质板上的金属贴片包括印刷在上层介质板上表面的呈“王”字形金属贴片和两个“凹”字形金属贴片，以及印刷在上层介质板下表面的两个圆形金属贴片；印刷在所述下层介质板上金属贴片的为位于下层介质板下表面的金属地板。

作为优选方案，下层介质板位于上层介质板的正下方；两块介质板的形状相同，大小相等。

作为优选方案，所述四个短路接地柱的材质相同，形状相同，为圆柱状，大小相等；每个短路接地柱的上表面与“凹”字形金属贴片相接，每个短路接地柱的下表面与金属地板相接。

作为优选方案，所述两个“凹”字形金属贴片镜像对称分布在“王”字形金属贴片中部横臂两端，且凹形开口宽度对应横臂的宽度，在两个“凹”字形金属贴片凹形开口的两侧下方分别有两个短路接地柱，将两个“凹”字形金属贴片与金属地板连接。

作为优选方案，所述两个圆形金属贴片对称分布在“王”字形金属贴片中部横臂的正下方，两个圆形金属贴片分别与用于馈电的两个同轴内芯的顶端相接，两个同轴内芯贯穿空气间隙、下层介质板，其底端分别与金属地板相接的同轴外导体构成馈电端口。

作为优选方案，上、下层介质板之间的空气间隙高度为5mm。

作为优选方案，所述“王”字形金属贴片的上部横臂长度W1、连筋宽度W2、中部横臂长度W3、“凹”字形金属贴片的侧边宽度W4、“凹”字形金属贴片的开口长度和对边长度L4、L5满足下述条件：

W1与W2的比例为4.82：1，W1与W3的比例为1.13：1，W4与L4的比例为1.17：1，W4与L5的比例为0.71：1。

作为优选方案，所述同轴内芯的直径D1小于短路接地柱的直径D3。

作为优选方案，上层介质板与下层介质板的材质均为FR4，大小均为170mm*170mm，厚度均为0.5mm。