[发明专利]适用于室内通信的宽频带椭圆微带天线

说明书

本发明提供一种适用于室内通信的宽频带椭圆微带天线，包括介质基板，介质基板的底面设有接地金属板，介质基板的顶面设有金属贴片，还包括椭圆形槽、枝节、第一短路壁、第二短路壁、第三短路壁、圆环形容性槽、射频连接器、第一矩形细槽和第二矩形细槽，金属贴片采用半椭圆形，金属贴片的中部设有椭圆形槽，金属贴片的直边设有第一短路壁，金属贴片的椭圆弧边的两端分别设有第二短路壁和第三短路壁，接地金属板设有第一矩形细槽和第二矩形细槽；本发明尺寸紧凑，具有低剖面、成本低、宽频带、多模耦合时通带内增益波动小、阻抗带宽内的增益稳定等优点，适用于室内场景使用。

技术领域

本发明涉及一种适用于室内通信的宽频带椭圆微带天线，属于天线技术领域。

背景技术

微带天线作为诸多终端设备重要的发射和接收单元，在现代通信系统中占据重要地位。由于微带贴片天线具有边射特性，可用作壁挂放置在墙壁以及天花板上，十分适合小型室内通信应用场景，尤其是小型超市、商店、办公室以及会议室等。

但是微带天线也受限于一些缺陷，尤其是其频带宽度较窄。针对以上问题，为了实现微带贴片天线的宽频带，可以通过增加微带贴片天线剖面厚度，随着厚度的增加，天线阻抗带宽可以有效地的带展宽。但是，不幸的是，剖面厚度的增加也会引入表面波，降低天线的效率，而且厚度的增加，天线不利于共形。此外，现有微带天线在多模耦合时，通带内增益波动较大。

上述问题是在适用于室内通信的宽频带椭圆微带天线的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于室内通信的宽频带椭圆微带天线解决现有技术中存在的频带宽度较窄，为实现大带宽导致剖面厚度较大以及多模耦合时通带内增益波动较大的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种适用于室内通信的宽频带椭圆微带天线，包括介质基板，介质基板的底面设有接地金属板，介质基板的顶面设有金属贴片，还包括椭圆形槽、枝节、第一短路壁、第二短路壁、第三短路壁、圆环形容性槽、射频连接器、第一矩形细槽和第二矩形细槽，金属贴片采用半椭圆形，金属贴片的中部设有椭圆形槽，金属贴片的直边设有第一短路壁，金属贴片的椭圆弧边的两端分别设有第二短路壁和第三短路壁，金属贴片设有圆环形容性槽，且圆环形容性槽设于第一短路壁与椭圆形槽间，圆环形容性槽内设有射频连接器，射频连接器穿过介质基板，且射频连接器的两端分别连接金属贴片和接地金属板，椭圆形槽的侧部设有枝节；接地金属板设有第一矩形细槽和第二矩形细槽。

进一步地，椭圆形槽用于实现_eTM₃₁模式和_eTM₅₁模式的耦合，第一矩形细槽和第二矩形细槽用于增加_eTM₁₂模式电长度并将_eTM₁₂模式频点拉入到_eTM₃₁和_eTM₅₁两个模式中，形成三模谐振增强型带宽。

进一步地，椭圆形槽加载在金属贴片中心_eTM₅₁模式电场零值点即电壁处、_eTM₃₁模式电场峰值即磁壁处，且椭圆形槽的短轴与金属贴片的长轴重合。

进一步地，接地金属板上沿着_eTM₁₂模式的两个对称的电场零值点即电壁处分别设有第一矩形细槽和第二矩形细槽，第一矩形细槽和第二矩形细槽与_eTM₃₁和_eTM₅₁模式电流分布平行。