[发明专利]一种宽带低剖面微带天线

说明书

本发明提出一种宽带低剖面微带天线，旨在保证低剖面特性的同时，拓宽微带天线的工作带宽，包括上下层叠形状为矩形的第一介质基板和第二介质基板，第一介质基板的上表面印制有辐射单元，该辐射单元包括N个并行排布的矩形贴片，其上蚀刻有与该矩形贴片长边平行的两排第二矩形缝隙，每排第二矩形缝隙的数量为M个，第一介质基板下表面印制有金属地板，该金属地板上蚀刻有第一矩形缝隙，矩形贴片通过M个金属化过孔与金属地板连接，第二介质基板的下表面印制有微带馈线；本发明在保证微带天线低剖面特性的同时，拓宽了微带天线的工作带宽，可用于无线通信系统。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种宽带低剖面微带天线，可运用于无线通信系统。

背景技术

随着无线通信系统的发展，人们对于天线功能的需求与日俱增。微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线，利用微带线或同轴线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。微带天线由于具有体积小、重量轻、易集成和制造成本低等优点，被广泛应用于无线通信系统等领域。

传统微带天线，其剖面高度越低，品质因数就会越大，导致天线的阻抗带宽越窄，只能达到1％～5％左右。随着无线通信系统的不断发展，天线的工作带宽是非常重要的一项技术指标。为适应当前高速大容量通信的需求，微带天线具有低剖面宽频带特性是发展趋势。目前，微带天线的带宽展宽方法主要通过增加介质板厚度、添加寄生单元、加载短路针、加载集总元件等实现。然而上述方法会导致天线的剖面增加、效率降低、方向图不稳定。

为了解决上述问题，研究人员提出不少解决方法。例如授权公告号为CN206370497U，名称为“一种宽带天线”的专利，公开了一种新型宽带天线，包括介质基板、设置在介质基板正面的周期性金属贴片单元以及设置在介质基板反面的地平面，所述周期性金属贴片单元由多个金属贴片周期性间隔排列而成，构成所述宽带天线的辐射体，所述地平面上开有耦合缝隙和共面波导馈线，构成所述宽带天线的馈电网路，所述耦合分析以共面波导馈线为轴中心对称。该天线工作带宽为10％，剖面高度为3.124mm，即0.1λ_ε(λ_ε为介质波长)，虽然体积较小，剖面较低，但是带宽较窄，在实际应用中受到了一定的限制。所以，设计一种新型的宽带低剖面微带天线是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出了一种宽带低剖面微带天线，旨在保证低剖面特性的同时，拓宽微带天线的工作带宽。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种宽带低剖面微带天线为，包括上下层叠的第一介质基板1和第二介质基板2；所述第一介质基板1的上表面印制有辐射单元3，下表面印制有金属地板4，该金属地板2上蚀刻有第一矩形缝隙41；所述第二介质基板2的下表面印制有微带馈线5；所述第一介质基板1和第二介质基板2的板面形状为矩形；所述辐射单元3，包括N个并行排布的矩形贴片31，所述矩形贴片31上蚀刻有与该矩形贴片31长边平行的两排第二矩形缝隙，每排第二矩形缝隙的数量为M个，所述矩形贴片31通过M个金属化过孔与金属地板4连接，其中N，M为整数，且2≤N≤8，3≤M≤8。

上述一种宽带低剖面微带天线，所述辐射单元3，其中心位于第一介质基板1两条对角线的交点处，且该辐射单元3的两组对边与第一介质基板1的两组对边平行，所述辐射单元3中相邻矩形贴片31之间的距离为S1，0.01×λ₀≤S1≤0.04×λ₀。

上述一种宽带低剖面微带天线，所述矩形贴片31，其上蚀刻的两排第二矩形缝隙关于该矩形贴片31宽边的中垂线对称，每排中的M个第二矩形缝隙关于该矩形贴片31的长边中垂线对称，且所有第二矩形缝隙的大小相等。