[实用新型]一种基于超表面的低剖面宽带微带天线

说明书

本实用新型公开了一种基于超表面的低剖面宽带微带天线，包括从上到下依次设置的超表面辐射层、介质基板层和馈电层；所述超表面辐射层贴装在介质基板的上层，所述馈电层贴装在介质基板下层；所述超表面辐射层包含9个圆形辐射单元；所述馈电层包括CPW馈线、三角形金属分支、渐变式耦合缝隙和金属地板；信号由CPW馈线输入，经过三角形金属分支和渐变式耦合缝隙将信号耦合至超表面辐射层，从而形成一个较宽的阻抗带宽。本实用新型采用以圆形贴片为辐射单元的超表面结构，既提高了整个天线的阻抗带宽，同时，也保证了高频段天线的方向性。采用渐变式耦合馈电结构，与CPW馈线耦合馈电相比，渐变式结构能够大幅度提高天线阻抗带宽并降低天线剖面。

技术领域

本实用新型涉及X频段天线技术领域，具体涉及的是一种低剖面宽带超表面微带天线。

背景技术

随着无线通信系统技术的快速发展，对天线性能的要求也不断提高，常规天线已不能完全满足现代通信要求。在现代通信中需要在相同空间内装备更多的通信设备，那么需要相应增加天线的数量，这样就使得各个天线间的耦合直接影响到天线的电气指标，从而最终影响通信质量；因此，需要一种天线满足更高的传输性能。

发明内容

本实用新型提出来一种宽带低剖面超表面天线，这种天线具备可实现频带宽，剖面低，小型化，低成本等特点。其方法是增加天线的工作带宽，让不同的通信设备共用同一天线，从而减少天线的实际安装数量；再通过缩小天线的外形尺寸，并解决耦合等干扰问题，实现满足现代通信的要求。

本实用新型的技术方案是：

一种基于超表面的低剖面宽带微带天线，包括从上到下依次设置的超表面辐射层、介质基板层和馈电层；所述超表面辐射层贴装在介质基板层的上端，所述馈电层贴装在介质基板层的下端；所述超表面辐射层包含9个圆形辐射单元；所述馈电层包括CPW馈线、三角形金属分支、渐变式耦合缝隙和金属地板；信号由CPW馈线输入，经过三角形金属分支和渐变式耦合缝隙将信号耦合至超表面辐射层，从而形成一个较宽的阻抗带宽。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述9个圆形辐射单元按照3x3方式排列，中间一排圆形辐射单元的半径要大于上下两排圆形辐射单元的半径。

所述中间一排各圆形辐射单元的半径大小相同；上下两排各圆形辐射单元的半径相同。

所述CPW馈线一端设置有信号输入端，由信号输入端输入信号；另一端与金属地板短路；所述CPW馈线末端连接三角形金属分支，所述三角形金属分支位于渐变式耦合缝隙中。

所述超表面辐射层的轴线与渐变式耦合缝隙的轴线重合；所述金属地板的边缘与介质基板层的边缘重合。

有益效果：

1、本实用新型采用以圆形贴片为单元的超表面结构，既提高了整个天线的阻抗带宽，同时，也保证了高频段天线的方向性。采用渐变式耦合馈电结构，与CPW馈线耦合馈电相比，渐变式结构能够大幅度提高天线阻抗带宽并降低天线剖面。

2、低剖面天线具有轮廓低，风阻小，易于实现与载体共形等特点，为实现低剖面宽带天线提供了一种新的途径；超表面基于亚波长结构在二维平面规则或非规则排布，是超材料的二维平面情形，由于其亚波长及相位调控的特性，超表面能够在很小的范围内实现电磁波的传播控制，便于微波器件、隐身材料和天线的小型化设计；因此，超表面应用在低剖面宽带微带天线方面具有缩小天线的外形尺寸和解决耦合干扰的技术效果。

3、本实用新型设计的低剖面宽带超表面天线，是为X波段无线通信设计的，可以广泛应用于无人机系统、遥感测试系统、侦查系统以及载体共形方面。

附图说明

图1为整体结构图；

图2是馈电层结构示意图；

图3为辐射层示意图；