[发明专利]一种应用于无源感知系统的Fabry-Perot谐振腔天线

说明书

本发明公开了一种应用于无源感知系统的Fabry‑Perot谐振腔天线，包括馈源微带天线和覆盖层，所述覆盖层由单元结构周期性排列而成，其覆盖层位于馈源微带天线的正上方，馈源微带天线包括馈源微带天线介质基板和馈源，馈源微带天线介质基板的下表面为铜质地板，其上表面为刻蚀形成的铜箔辐射贴片，即形成馈源。本发明设计的Fabry‑Perot谐振腔天线尺寸为220mm*220mm*48.5mm，增益在天线正上方达到最大，仿真值为11.56dB。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种应用于无源感知系统的Fabry-Perot谐振腔天线。

背景技术

在WIFI无源感知系统中，无源传感器微弱的感知信号会被多径信号甚至噪声淹没，造成感知精度和可靠性降低。为了提高感知信号分辨率，我们需要提高发射信号的增益。

Fabry-Perot谐振腔天线主要由天线覆层、馈源天线、金属地板三部分组成。馈源天线发射出的电磁波激励整个谐振腔，产生的辐射场被看做全部来源于腔底一点。馈源天线辐射出的电磁波在上层的覆层和下层的地板之间经过无数次的反射和透射，当两块平行板之间的距离满足谐振条件，透射出的电磁波实现同相叠加，并由中心向边沿处传播，谐振腔天线增益便得到提升。覆层的结构也会影响电磁波的反射相位，通过合理的设计覆层的结构，可以使工作频率处的电磁波的反射相位保持在0度附近，即可以降低Fabry-Perot谐振腔天线的剖面，从而实现天线的小型化。

发明内容

本发明的目的是针对基于WIFI信号远距离无源感知中无线传感器接收信号较弱的问题，提出一种基于加载覆层的Fabry-Perot谐振腔高增益天线，以提高电磁波接收效率，实现提高感知精度的目的。

本发明采用的技术方案是：

一种应用于无源感知系统的Fabry-Perot谐振腔天线，包括馈源微带天线和覆盖层，所述覆盖层由单元结构周期性排列而成，其覆盖层位于馈源微带天线的正上方，馈源微带天线包括馈源微带天线介质基板和馈源，馈源微带天线介质基板的下表面为铜质地板，其上表面为刻蚀形成的铜箔辐射贴片，即形成馈源。

优选的，所述覆盖层由单元结构按照11*11方式排列而成，其尺寸为220mm*220mm*1mm，所述单元结构尺寸为20mm，所述覆盖层与铜质地板之间的距离为46mm，馈源微带天线的增益提高5.24dB。

优选的，所述单元结构的上表面为带有矩形槽的方环形，且在方环形的中央放置有圆形贴片的频率选择表面，其下表面为圆形的金属贴片型频率选择表面，在上表面与下表面之间的中间结构采用Arlon AD3502A介质基板。

优选的，所述方环形内侧的一对称内壁上设置有齿牙槽。

优选的，所述方环形的外长为20mm，其内长为13.5mm，所述矩形槽的长和宽均为0.5mm，所述圆形贴片的半径为4mm；所述圆形的金属贴片的半径为9.8mm。

优选的，所述Arlon AD3502A介质基板与馈源微带天线介质基板的长度和宽度相同。

优选的，所述馈源微带天线采用同轴馈电的方式，尺寸为24mm*23mm，馈源微带天线的工作频率为2.45GH，增益为6.32dB，增益最大方向为馈源微带天线的正上方。

本发明的有益效果：本发明设计的Fabry-Perot谐振腔天线尺寸为220mm*220mm*48.5mm，天线工作的频率为2.45GHz,带宽满足WIFI频段，增益在天线正上方达到最大，仿真值为11.56dB。

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获得其他的附图。