[发明专利]一种双波束微带天线

说明书

本发明公开了一种双波束微带天线，包括第一基材层和第二基材层，第一基材层上设有SIW导波结构，第二基材层位于第一基材层上方；第二基材层的顶面设有微带天线，SIW导波结构上设有耦合缝隙，微带天线包括中轴部，中轴部的两侧具有对称设置的矩形部，矩形部的长度方向与中轴部的长度方向一致，中轴部的上端部相对于矩形部的上端部凸出，中轴部的下端部相对于矩形部的下端部凸出，矩形部远离中轴部的一侧的中部区域设有缺口，矩形部远离中轴部的一侧的两个角部分别设有分隔缝隙，分隔缝隙令对应的角部与矩形部的其他区域分离。本微带天线能够实现双波束，可以激发出TM02模式，且频带宽度较宽，能够覆盖N257和N261的工作频率，特别适用于5G通信系统。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种双波束微带天线。

背景技术

根据3GPP TS38.101-2 5G终端射频技术规范和TR38.817终端射频技术报告可知，5GmmWave频段有N257(26.5-29.5GHz)、N258(24.25-27.25GHz)、N260(37-40GHz)、N261(27.5-28.35GHz)以及新增的N259(39.5-43GHz)。

近年来，研究人员设计了多种类型的多波束天线，产生多波束最传统的方法是使用相控阵技术或波束切换天线阵，这些技术需要移相器或单极双掷开关，这将带来一些损耗，降低天线系统的性能。

微带天线是一种目前最常用的天线，如果能够将其改造成适用于5G通信的双波束结构，无疑会有很大的市场应用前景。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种适用于5G通信的宽带双波束微带天线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双波束微带天线，包括第一基材层和第二基材层，所述第一基材层上设有SIW导波结构和用于为所述SIW导波结构馈电的馈电线，所述第二基材层位于所述第一基材层上方，所述第二基材层连接所述第一基材层的顶面和/或所述SIW导波结构；所述第二基材层的顶面设有微带天线，所述SIW导波结构上设有用于耦合所述微带天线的耦合缝隙，所述微带天线包括中轴部，所述中轴部的两侧具有对称设置的矩形部，所述矩形部的长度方向与所述中轴部的长度方向一致，所述中轴部的上端部相对于所述矩形部的上端部凸出，所述中轴部的下端部相对于所述矩形部的下端部凸出，所述矩形部远离所述中轴部的一侧的中部区域设有缺口，所述矩形部远离所述中轴部的一侧的两个角部分别设有分隔缝隙，所述分隔缝隙令对应的所述角部与所述矩形部的其他区域分离。

本发明的有益效果在于：本微带天线能够实现双波束，可以激发出TM02模式(TM02模式是典型的双波束模式)，且频带宽度较宽，能够覆盖N257和N261的工作频率，特别适用于5G通信系统。微带天线的中心开槽且开槽内具有两端延长的中轴部，使得微带天线可以激发出TM02模式；缺口的存在可以降低微带天线在TM02模式下的工作频率；分隔缝隙可以改善矩形部上的电流分布，使微带天线的带宽变宽；SIW导波结构结合馈电线的馈电方式可以有效地抑制天线的后瓣，同时，该馈电方式功率泄露很少，利于进一步改善微带天线的性能。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的双波束微带天线的结构示意图；

图2为本发明实施例一的双波束微带天线在俯视状态下的透视图；

图3为不同形状的微带天线的S参数图；

图4为本发明实施例一的双波束微带天线的方向图。

附图标号说明：

1、第一基材层；