[发明专利]一种新型S波段宽频微带贴片天线

说明书

本发明涉及一种新型S波段宽频微带贴片天线，其特征在于，包括顶层辐射金属贴片层、底层接地板金属贴片层及位于顶层辐射金属贴片层与底层接地板金属贴片层之间的介质层。本发明基于S波段的无线通信系统的应用要求，设计了一款紧凑型的宽频带天线，贴片天线更好的移动性和穿透性，对此天线进行了优化改造。通过在基础的圆形贴片结构上引入合适尺寸的圆环及矩形，使得天线的S参数和增益等参数符合实际工作要求，并且天线的工作带宽完全覆盖S波段，同时天线具有小型化、易于集成等特点。

技术领域

本发明涉及一种可以应用于S波段的新型宽频微带贴片天线。

背景技术

作为现代无线通信系统的关键部分，天线性能的优劣关系到整个系统的性能的好坏。随着无线通信系统的发展，对能够同时适用于射频识别、全球微波无线互联网和无线局域网这几大主流物联网通信技术标准的宽频天线要求越来越高。

微带天线是在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。它具有着集成度高、适合大批量生产、剖面低易于和飞行器共面等诸多优点，并且在地面设备上应用也有它的优势方面，尤其是较低功率的各种军用民用设备，使得宽频微带贴片天线受到广大工程师的关注。特别是随着移动通信的迅猛发展，移动终端设备日趋小型化的需求使微带天线的应用处于更加突出的地位。在无线通信技术中，天线带宽是极其重要的因素，因为它决定了天线的应用范围。

近年来，随着无线通讯技术的快速发展,人们对于宽带通信的需求日益增高，天线向宽带、高增益的方向发展已成为通信体制的必然趋势。但是传统的微带天线工作带宽窄、增益低一般典型的微带天线的相对工作带宽只在2％-4％左右。因此，对宽频高增益微带天线研究具有重要意义。20世纪80年代，有人提出增加寄生单元提高微带天线带宽的方法；另一种方法是微带贴片叠加，在边馈微带贴片的上面在叠加一个带介质基底的微带贴片。除此之外还可以采用大尺寸的缝隙、孔径和多层贴片天线的叠加、螺旋印刷天线也可以获得较高的带宽。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于对称双圆环耦合的波段微带贴片天线，以工作在S波段的无线通信系统中。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种新型S波段宽频微带贴片天线，其特征在于，包括顶层辐射金属贴片层、底层接地板金属贴片层及位于顶层辐射金属贴片层与底层接地板金属贴片层之间的介质层，其中：

顶层辐射金属贴片层包括两个对称圆环以及圆环延申的矩形贴片，其制作方法为：在两个对称的圆形贴片的外圈增加一个圆环形成圆环贴片，然后在圆环贴片下方加入两个细长的竖向的矩形贴片，接着在这两个矩形贴片中间连接三个尺寸不同的横向的矩形，其中最上方和最下方的矩形上方和下方又分别添加一个小矩形，最下方的小矩形与一段馈线相连；

底层接地板金属贴片层呈长方形，挖去了两个对称的矩形缝隙；

信号由顶层辐射金属贴片层的微带馈线馈入，从而使顶层辐射金属贴片层、介质层和底层接地板金属贴片层共同形成天线的结构。

优选地，所述介质层的整体尺寸为50mm×50mm×1.2mm。

优选地，顶层辐射金属贴片层中，两个对称的所述圆形贴片的半径为6.7mm，所述圆形贴片外部增加的所述圆环形的厚度为1.7mm、外圈半径为8.7mm。

优选地，顶层辐射金属贴片层中，两个细长的竖向的所述矩形贴片的尺寸为3.5mm×16.5mm。

优选地，顶层辐射金属贴片层中，所述横向的矩形的尺寸由上到下分别为14mm×1mm、14mm×1mm、14mm×6mm。

优选地，在最上方的横向的矩形贴片中间增加的所述小矩形用于增加天线的工作带宽，其尺寸为3mm×2mm。