基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线制造技术

本发明专利技术提供了一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，包括单极子激励结构(1)、单/双边锯齿状的SSPPs传输辐射结构(2)、有限大的地板(3)、SMA接头；SMA接头用于对单极子天线，即单极子激励结构(1)进行射频激励；多片单/双边锯齿状的SSPPs传输与辐射结构，即传输辐射结构(2)的馈电通过单极子天线进行耦合馈电；单/双边锯齿状的SSPPs传输与辐射结构设置在天线的介质板结构上。本发明专利技术解决了现在垂直极化全向天线的低频频段剖面高和有限地造成的方向图偏移问题。

Vertically Polarized Omnidirectional Antenna Based on Artificial Surface Plasmon Structure

【技术实现步骤摘要】
基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线
本专利技术涉及，具体地，涉及一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，尤其涉及一种基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化全向天线。
技术介绍
科学技术的不断进步和社会各方面与日俱增的需求，推动着无线通信技术迅速发展，天线作为无线通信系统中的重要组成部分，也渐渐受到更多的关注。在卫星、汽车、船舶等各种载体上，通讯设备也是必不可少的，对天线的要求也越来越苛刻。在保证天线性能的基础上，天线的小型化和低剖面是发展的必然趋势。同时在某些特定应用场景中，天线的承载抗压能力也是一个需要解决的问题。垂直极化全向天线中最常见的是竖立的单极子天线，如专利文献CN103746189B公开的一种单极子天线，布设于基板或独立设置包括：辐射面，具有平行相对的第一侧边和第二侧边、垂直耦接于所述第一侧边和第二侧边的第一端之间的直角边和耦接在所述第一侧边和第二侧边的第二端之间的第四边；频率引线，该频率引线改变所述辐射面的电流分布以拓宽频率；接地部，与所述辐射面的直角边相对，且两端与所述频率引线耦接。但是这类天线剖面高度一般为1/4工作频率波长，在低频时尺寸较大，同时若存在有限地的情况下，方向图会向上翘。现在常用的一些全向天线基本是利用此类天线的变形设计而来的，通过顶端加载或是对天线进行折叠改进为倒F天线、倒F天线等技术来降低天线的整体剖面。但其由于有限地的反射，主要辐射方向的偏移仍是问题，且低频时增益较低。所以总体来说，到目前的研究为止，还没有能同时实现垂直极化、全向和低剖面的低频天线，仍然需要深入的研究探索。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线。根据本专利技术提供的一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，包括单极子激励结构和传输辐射结构；所述传输辐射结构的一端与单极子激励结构相连，且传输辐射结构采用人工表面等离激结构，能够在设定的条件下产生表面等离激元效应；多个所述传输辐射结构远离单极子激励结构的一端指向设定的不同方向。优选地，所述基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线还包括SMA接头；所述SMA接头设置在单极子激励结构底部，并且与单极子激励结构电连接，外部信号能够通过SMA接头对单极子激励结构进行射频激励，进而对传输辐射结构进行耦合馈电。优选地，所述基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线还包括地板；所述单极子激励结构设置在地板的中心部分上；所述传输辐射结构自中心部分向外发散地设置在地板上。优选地，除地板的边缘设置有弯曲结构外，所述地板为有限大尺寸的平面；所述弯曲结构为向远离单极子激励结构和传输辐射结构的一侧弯曲的地板结构。优选地，所述单极子激励结构上包裹有FR-4介质。优选地，所述传输辐射结构金属部分和介质板；所述金属部分设置在介质板上；所述介质板为FR-4介质板。优选地，所述金属部分-通过蚀刻法蚀刻在介质板上；和/或-印刷在介质板上。优选地，八个所述传输辐射结构均匀的环绕设置在地板上，即单极子激励结构周围，相邻的传输辐射结构间隔角度为45°。优选地，所述金属部分为单边梳状结构；所述单边梳状结构的梳齿部分在自单极子激励结构一端至另一端方向上-长度先增大后减小；或者-长度按照设定函数变化。优选地，所述金属部分为双边梳状结构；所述双边梳状结构的两侧梳齿部分分别在自单极子激励结构一端至另一端方向上-长度先增大后减小；或者-长度按照设定函数变化。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，具有结构简单、易于加工的优点；2、本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，通过结合SSPPs理论的波长缩短效应，可以有效的降低天线的工作波长，从而实现小型化的目的；3、本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，通过双边锯齿状的SPP传输线结构和辐射结构来减小天线的剖面；4、本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，采用了SSPPs结构，可以降低单片端射天线之间的耦合，减小整个系统的体积。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第一优选例的结构示意图；图2为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第一优选例的回波损耗示意图；图3为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第一优选例的第一方向示意图；图4为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第一优选例的第二方向示意图；图5为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第二优选例的结构示意图；图6为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第二优选例的回波损耗示意图；图7为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第二优选例的第一方向示意图；图8为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第二优选例的第二方向示意图；图9为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第三优选例的第一结构示意图；图10为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第三优选例的第二结构示意图；图11为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第三优选例的回波损耗示意图；图12为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第三优选例的第一方向示意图；图13为本专利技术提供的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线的第三优选例的第二方向示意图；图中示出：单极子激励结构1传输辐射结构2地板3具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的优选例提供了一种基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化全向天线，包括单极子激励结构1、单/双边锯齿状的SSPPs传输辐射结构2、有限大的地板3、SMA接头；SMA接头用于对单极子天线，即单极子激励结构1进行射频激励；多片单/双边锯齿状的SSPPs传输与辐射结构，即传输辐射结构2的馈电通过单极子天线进行耦合馈电；单/双边锯齿状的SSPPs传输与辐射结构设置在天线的介质板结构上。本专利技术的优选例解决了现在垂直极化全向天线的低频频段剖面高和有限地造成的方向图偏移问题。根据本专利技术提供的一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，包括单极子激励结构1和传输辐射结构2；所述传输辐射结构2的一端与单极子激励结构1相连，且传输辐射结构2采用人工表面等离激结构，能够在设定的条件下产生表面等离激元效应；多个所述传输辐射结构2远离单极子激励结构1的一端指向设定的不同方向。优选地，所述基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线还包括SMA接头；所述SMA接头设置在单极子激励结构1底部，并且与单极子激励结构1电连接，外部信号能够通过SMA接头对单极子激励结构1进行射频激励，进而对传输辐射结构2进行耦合馈电。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，其特征在于，包括单极子激励结构(1)和传输辐射结构(2)；所述传输辐射结构(2)的一端与单极子激励结构(1)相连，且传输辐射结构(2)采用人工表面等离激结构，能够在设定的条件下产生表面等离激元效应；多个所述传输辐射结构(2)远离单极子激励结构(1)的一端指向设定的不同方向。

【技术特征摘要】
1.一种基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，其特征在于，包括单极子激励结构(1)和传输辐射结构(2)；所述传输辐射结构(2)的一端与单极子激励结构(1)相连，且传输辐射结构(2)采用人工表面等离激结构，能够在设定的条件下产生表面等离激元效应；多个所述传输辐射结构(2)远离单极子激励结构(1)的一端指向设定的不同方向。2.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，其特征在于，所述基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线还包括SMA接头；所述SMA接头设置在单极子激励结构(1)底部，并且与单极子激励结构(1)电连接，外部信号能够通过SMA接头对单极子激励结构(1)进行射频激励，进而对传输辐射结构(2)进行耦合馈电。3.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，其特征在于，所述基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线还包括地板(3)；所述单极子激励结构(1)设置在地板(3)的中心部分上；所述传输辐射结构(2)自中心部分向外发散地设置在地板(3)上。4.根据权利要求3所述的基于人工表面等离激元结构的垂直极化全向天线，其特征在于，除地板(3)的边缘设置有弯曲结构外，所述地板(3)为有限大尺寸的平面；所述弯曲结构为向远离单极子激励结构(1)和传输辐射结构(2)的一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿军平，谢超，金荣洪，梁仙灵，王堃，刘二伟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31