[发明专利]单层宽带微带贴片天线

说明书

本申请涉及一种单层宽带微带贴片天线，包括：单层介质基板以及天线单元；所述单层介质基板的正面及背面均设有覆铜层，所述单层介质基板的背面的所述覆铜层为金属地；所述单层介质基板的正面的所述覆铜层刻蚀成天线单元形状，所述天线单元包括辐射贴片、第一谐振腔、第二谐振腔、接地短路针及微带传输线；所述辐射贴片的中心相对的两侧均设有缝隙，所述缝隙以所述辐射贴片中心呈中心对称，所述缝隙包括匚字形缝隙，所述匚字形缝隙的长边与所述辐射贴片的非辐射边平行，所述匚字形缝隙的两个短边与所述辐射贴片的辐射边平行。本申请能够在单层介质基板上，实现7%的相对带宽值的单层宽带微带贴片天线。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种单层宽带微带贴片天线。

背景技术

现代社会，科学技术是社会发展的核心基础，无线通信技术作为信息技术的一部分，是现代科学技术中极其重要的一个分支。目前，全球的无线通信系统已经进入5G时代，无线通信系统从1G到5G时代的研发周期越来越短，并且无线通信系统从初期的仅具备简单的语音功能，发展到如今的文字、图片、高清视频功能，以及将来普遍的VR、AR功能。天线作为无线通信系统中发射及接收信息的载体，是无线通信系统中的关键部件之一，其性能优劣直接影响无线通信系统的技术指标。

在众多种类的天线中，微带贴片天线具有许多优于其他类型天线的优点，例如重量轻、体积小、低剖面、容易与射频电路集成、加工精度高、适合快速工业量产等优点，因而，微带贴片天线及变结构的微带贴片天线在无线通信系统中获得了广泛的应用。但微带贴片天线的缺点亦很明显，由于微带贴片天线的工作机理属于谐振式天线，其频带宽度极窄，普通单层微带贴片天线带宽约为1%-2%，因此普通微带贴片天线不能满足大部分实际应用场景的需求，其窄带特性严重制约了它的使用范围。

针对微带贴片天线的窄带特性，国内外研究工作者做了大量的研究工作。基于微带贴片天线谐振式工作机理，增加微带贴片天线带宽最基本的方法即是降低天线的品质因素，从天线物理参数看即是增加微带贴片天线介质基板的厚度、减小天线介质基板的介电常数以及增大贴片天线辐射边与非辐射边宽度的比值。另一种展宽微带贴片天线带宽的方法为多谐振技术，即是将微带贴片天线的单谐振改变成多谐振，通常的方法有多贴片叠层耦合方法、多贴片同层寄生耦合方法、馈电传输线增加调节枝节方法、馈电传输线与贴片天线之间增加匹配网络方法、采用容性耦合馈电方法、或者是采用四分之一或二分之一谐振腔耦合馈电方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在单层介质基板上实现7%的相对带宽值的单层宽带微带贴片天线。

本申请实施例提供了一种单层宽带微带贴片天线，所述单层宽带微带贴片天线包括：单层介质基板以及天线单元；所述单层介质基板的正面及背面均设有覆铜层，所述单层介质基板的背面的所述覆铜层为金属地；所述单层介质基板的正面的所述覆铜层刻蚀成天线单元的形状，所述天线单元包括辐射贴片、第一谐振腔、第二谐振腔、接地短路针及微带传输线；所述辐射贴片的中心相对的两侧均设有缝隙，所述缝隙以所述辐射贴片中心呈中心对称，所述缝隙包括匚字形缝隙，所述匚字形缝隙的长边与所述辐射贴片的非辐射边平行，所述匚字形缝隙的两个短边与所述辐射贴片的辐射边平行；所述第一谐振腔与所述第二谐振腔相连，且所述第一谐振腔及所述第二谐振腔均与所述辐射贴片的辐射边平行；所述接地短路针设置于所述第一谐振腔与所述第二谐振腔的中间，并短路连接所述第一谐振腔与所述金属地；所述微带传输线与所述第一谐振腔和所述第二谐振腔连接。