[发明专利]一种开放空间的多目标聚焦天线

说明书

本发明公开了天线领域的一种开放空间的多目标聚焦天线，多目标聚焦天线包括阵列分布的发射天线单元，所述发射天线单元包括介质基板、矩形贴片、接地板和同轴线，矩形贴片放置在介质基板正面，接地板与介质基板背面紧贴，同轴线穿过介质基板，矩形贴片和接地板通过同轴线连接。本发明多目标聚焦天线采用了最大功率传输效率法，将发射阵列天线辐射出的能量最大化的集中在预先确定的多个目标区域；能够满足多目标无线功率传输的应用场景；采用微带贴片天线作为阵元，以n×n的方式，相邻两个单元间隔半个波长，排列在介质基板上，有效减小阵列天线的尺寸，又易于天线阵列和馈电网络的加工，制作简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于天线领域，具体涉及一种开放空间的多目标聚焦天线。

背景技术

近年来，基于聚焦天线的无线功率传输是一个活跃的研究领域，目前该技术已经广泛应用于通信系统、智能家居和微波热疗等。之前该方面的研究大部分集中于单焦点天线的无线功率传输系统设计，但在实际生活中，常常会遇到多目标且各目标之间的功率分配要可调节的场景，例如，面对多目标用户的无线信息传输、多个目标肿瘤的微波热疗等，因此，面向多目标且功率可调的无线功率传输具有重要的研究价值和现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种开放空间的多目标聚焦天线，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种开放空间的多目标聚焦天线，多目标聚焦天线包括阵列分布的发射天线单元，所述发射天线单元包括介质基板、矩形贴片、接地板和同轴线，矩形贴片放置在介质基板正面，接地板与介质基板背面紧贴，同轴线穿过介质基板，矩形贴片和接地板通过同轴线连接。

优选地，所述介质基板采用FR4_epoxy材质，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02，厚度为3mm，长宽均为88.6mm。

优选地，所述同轴线直径为1.2mm，矩形贴片长宽均为27.4mm。

优选地，所述发射天线单元采用n×n的排列方式，间距为λ/2，λ是空气中波长。

本发明的有益效果：

1、本发明多目标聚焦天线采用了最大功率传输效率法，将发射阵列天线辐射出的能量最大化的集中在预先确定的多个目标区域；

2、本发明多目标聚焦天线能够在开放区域中产生期望的聚焦电场分布，其中焦点的数量、空间分布及中心电场强度都可控，能够满足多目标无线功率传输的应用场景；

3、本发明多目标聚焦天线采用微带贴片天线作为阵元，以n×n的方式，相邻两个单元间隔半个波长，排列在介质基板上，有效减小阵列天线的尺寸，又易于天线阵列和馈电网络的加工，制作简单，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明多目标聚焦天线中的发射天线单元的结构示意图；

图2是本发明多目标聚焦天线中的发射天线单元的正视结构示意图；

图3是本发明中发射天线单元内的介质基板结构示意图；

图4是本发明中接收天线单元的尺寸图；

图5是本发明中仿真模型的结构示意图；

图6是本发明中发射天线单元的S参数图；

图7是本发明中发射天线单元的天线方向图；

图8是本发明中发射天线单元的增益图；