[发明专利]一种基于辐射调控的叠层贴片天线及通信设备

说明书

本发明公开了一种基于辐射调控的叠层贴片天线及通信设备，包括N块层叠设置的介质基板，N大于2，前三层介质基板分别为第一介质基板、第二介质基板及第三介质基板，所述第一介质基板的一面设置寄生方形贴片单元，所述第二介质基板的一面设置寄生环形贴片单元，所述第三介质基板的一面设置主辐射贴片单元，其另一面设置缺陷地结构，前三层介质基板均设置方形对称寄生单元，分别位于寄生方形贴片单元、寄生环形贴片单元及主辐射贴片单元的周围，还包括向主辐射贴片单元馈电的馈电结构。本发明通过辐射调控实现的波束在绿色通信领域有较高的利用价值。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于辐射调控的叠层贴片天线及通信设备。

背景技术

随着移动通信的蓬勃发展，越来越多的无线终端设备走进了人们的生活。无线终端设备是物联网的重要组成部分，他们时刻发射电磁信号进行着信息的交流与互通，建立起万物互联的世界。正是如此，空间中充斥着各种频段的电磁波束，同时他们之间存在着严重的电磁干扰。绿色通信的概念应运而生。

绿色通信指节能减排、减少环境污染、资源浪费以及对人体和环境危害的新一代通信理念，主要采用创新的高效功放、多载波、分布式、智能温控等技术，配合灵活的站点场景模型，对射频终端进行积极改造，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然和谐相处，实现可持续发展。

现有通信环境中，WIFI信号发生器等通信设备一般使用全向天线，其全向地在空间中发射电磁信号，仅有极小部分信号被终端接收，造成了极大的能量损失，总体能效较低。天线作为射频终端的关键部分，承载着接收/发射电磁波的作用。通过对天线的辐射进行调控能够合理的调整天线的波束，改变天线辐射能量在空间不同位置的分布，尽可能利用更多的辐射能量以提高整体能效。波瓣图乘法是最常用的辐射调控方法。利用不同天线单元的方向图特点，通过采用适当的排布方式获得所想要的方向图。

发明内容

为了克服现有通信设备使用全向天线在空间中全向地发射电磁波导致的低能效缺陷，本发明的首要目的是提供一种基于辐射调控的叠层贴片天线，本发明的天线采用多层单元叠层结构。通过不同辐射单元波束方向图相乘使得天线在满足原来通信要求的同时，剩余能量可以被收集利用以实现绿色通信。同时利用中心对称方形寄生贴片增强用于通信的波束增益以提高天线整体能效。

本发明的次要目的是提供一种通信设备。

本发明的首要目的是采用如下技术方案实现：

一种基于辐射调控的叠层贴片天线，包括N块层叠设置的介质基板，N大于2，前三层介质基板分别为第一介质基板、第二介质基板及第三介质基板，所述第一介质基板的一面设置寄生方形贴片单元，所述第二介质基板的一面设置寄生环形贴片单元，所述第三介质基板的一面设置主辐射贴片单元，其另一面设置缺陷地结构，前三层介质基板均设置方形对称寄生单元，分别位于寄生方形贴片单元、寄生环形贴片单元及主辐射贴片单元的周围，还包括向主辐射贴片单元馈电的馈电结构。

进一步，所述寄生环形贴片单元的形状为正方形环。

进一步，所述寄生方形贴片单元及主辐射贴片单元的形状为正方形。

进一步，所述方形对称寄生单元包括四个关于介质基板中心对称的方形贴片。

进一步，所述主辐射贴片单元与寄生环形贴片单元的距离小于0.1个工作波长，工作波长指自由空间波长，具体是5.8GHz自由空间波长。

进一步，所述寄生环形贴片单元与寄生方形贴片单元的距离小于0.5个工作波长,工作波长指自由空间波长，具体是5.8GHz自由空间波长。

进一步，所述缺陷地平面为正方形，所述正方形的中心位置挖有圆形孔，还设置关于正方形中心对称的四个缺陷槽。

进一步，介质基板的平面形状为正方形，正方形的四个角分别镶嵌切角圆环。