基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线制造技术

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低剖面垂直极化端射天线，包括：微带线激励结构、SSPPs传输与辐射结构、顶部SSPPs加载结构、介质层、SMA接头；所述SSPPs传输与辐射结构均匀分布在地板上方；所述顶部SSPPs加载结构与SSPPs传输与辐射结构直接相连；所述顶部SSPPs加载结构与地板平面平行；所述SMA接头位于单边梳状排列的SSPPs天线的左侧；所述SMA接头对SSPPs天线进行馈电。本发明专利技术通过结合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。

Low profile vertically polarized end-fire 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低剖面垂直极化端射天线
本专利技术涉及天线
，具体地，涉及一种基于人工表面等离激元结构的超低剖面垂直极化端射天线，尤其涉及一种基于人工表面等离激元(简称SSPPs)结构的多频带低剖面垂直极化端射天线，并且可以组成近似全向辐射的阵列。
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。通常，端射天线都是由Vivaldi天线、喇叭天线等形式来实现，但是这类天线剖面高度一般为1/2工作频率波长，在低频时尺寸较大。本专利技术利用SPP理论中的波长缩短效应，实现天线的低剖面与小型化；将单片单边梳状的SSPPs天线进行组合，置于金属地板上，利用顶部SSPPs加载结构，在天线剖面不变的情况下，使工作频率降低，并实现端射效果。专利文献CN109155462A公开了一种天线具有：线状的第1天线部；导通部，其将所述第1天线部和供电点连接；将所述第1天线部的两端短路而接地的区域；以及第2天线部，其与所述导通部隔着电介质而至少一部分与导通部重叠，配置于由所述区域和所述第1天线部包围的区域。该专利在天线性能上仍然有待提高的空间。
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超低剖面垂直极化端射天线。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低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，包括：微带线激励结构、SSPPs传输与辐射结构、顶部SSPPs加载结构、介质层、SMA接头；所述SSPPs传输与辐射结构均匀分布在地板上方；所述顶部SSPPs加载结构与SSPPs传输与辐射结构直接相连；所述顶部SSPPs加载结构与地板平面平行；所述SMA接头位于单边梳状排列的SSPPs天线的左侧；所述SMA接头对SSPPs天线进行馈电。优选地，所述SSPPs传输与辐射结构为单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构。优选地，所述单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构采用超薄PCB印刷层而成，是端射天线；所述PCB印刷所形成的印刷层小于设定厚度阈值。优选地，所述SSPPs天线通过单边梳状的SSPPs传输线结构和辐射结构以及顶部SSPPs加载结构来减小天线的剖面，天线应用SPP理论下的波长缩短效应，有效减小天线的工作波长，达到天线小型化。优选地，通过SMA接头对单边梳状的SSPPs天线进行射频激励。优选地，所述SSPPs天线的高度在传输部分保持不变，辐射部分高度由高至低渐变。优选地，所述顶部SSPPs加载结构的末端能够向两边延长，并向下弯折90度，接近地面时末端分别再弯折90度，与地面平行，并与地面之间保留尺寸小于设定阈值的缝隙，可用于末端等效电容加载调谐。优选地，包括：微带线激励结构、SSPPs传输与辐射结构、顶部SSPPs加载结构、介质层、SMA接头；所述SSPPs传输与辐射结构均匀分布在地板上方；所述顶部SSPPs加载结构与SSPPs传输与辐射结构直接相连；所述顶部SSPPs加载结构与地板平面平行；所述SMA接头位于单边梳状排列的SSPPs天线的左侧；所述SMA接头对SSPPs天线进行馈电；所述SSPPs传输与辐射结构为单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构；所述单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构采用超薄PCB印刷层而成，是端射天线；所述PCB印刷所形成的印刷层小于设定厚度阈值；所述SSPPs天线通过单边梳状的SSPPs传输线结构和辐射结构以及顶部SSPPs加载结构来减小天线的剖面，天线应用SPP理论下的波长缩短效应，有效减小天线的工作波长，达到天线小型化；通过SMA接头对单边梳状的SSPPs天线进行射频激励；所述SSPPs天线的高度在传输部分保持不变，辐射部分高度由高至低渐变；所述顶部SSPPs加载结构的末端能够向两边延长，并向下弯折90度，接近地面时末端分别再弯折90度，与地面平行，并与地面之间保留尺寸小于设定阈值的缝隙，可用于末端等效电容加载调谐。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。2、本专利技术通过单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构以及顶部SSPPs加载结构来减小天线的剖面。3、本专利技术通过应用镜像原理，将天线剖面为降低一半。4、本专利技术的天线主体均为PCB印刷板，结构简单容易加工。5、本专利技术通过引入单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构及顶部SSPPs加载结构的复合结构，形成了多频带天线，可工作于412～470MHz，1.13～1.36GHz和1.45～1.68GHz三个频带。6、本专利技术可将多个基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线进行圆环组阵，实现全向辐射。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为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的3D示意图。图2为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线结构的正视示意图。图3为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线中的单片结构的后视示意图。图4为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的顶部视示意图。图5为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的回波损耗示意图。图6为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的在450MHz和1.6GHz处的第一水平面方向示意图。图7为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的在450MHz和1.6GHz处的第二水平面方向示意图。图8为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的阵列图及所有端口同时工作产生的第一水平全向方向示意图。图9为基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的阵列图及所有端口同时工作产生的第二水平全向方向示意图。图10所示是基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的一种改进形式示意图。图11为改进形式的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的正视示意图。图12为改进形式的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的俯视示意图。图13为改进形式的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的侧视示意图。图14为改进形式的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线的仿真回波损耗结果示意图。图15所示为改进形式的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线在450MHz处的方向示意图。图中：Ⅰ为金属片III为天线的顶端SSPPs加载结构Ⅱ为介质FR-4IV为SMA馈电头具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，包括：微带线激励结构、SSPPs传输与辐射结构、顶部SSPPs加载结构、介质层、SMA接头；/n所述SSPPs传输与辐射结构均匀分布在地板上方；/n所述顶部SSPPs加载结构与SSPPs传输与辐射结构直接相连；/n所述顶部SSPPs加载结构与地板平面平行；/n所述SMA接头位于单边梳状排列的SSPPs天线的左侧；/n所述SMA接头对SSPPs天线进行馈电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，包括：微带线激励结构、SSPPs传输与辐射结构、顶部SSPPs加载结构、介质层、SMA接头；
所述SSPPs传输与辐射结构均匀分布在地板上方；
所述顶部SSPPs加载结构与SSPPs传输与辐射结构直接相连；
所述顶部SSPPs加载结构与地板平面平行；
所述SMA接头位于单边梳状排列的SSPPs天线的左侧；
所述SMA接头对SSPPs天线进行馈电。


2.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，
所述SSPPs传输与辐射结构为单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构。


3.根据权利要求2所述的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，所述单边梳状排列的SSPPs传输与辐射结构采用PCB印刷层而成；
所述PCB印刷所形成的印刷层小于设定厚度阈值。


4.根据权利要求2所述的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，所述SSPPs天线通过单边梳状的SSPPs传输线结构和辐射结构以及顶部SSPPs加载结构来减小天线的剖面。


5.根据权利要求2所述的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，通过SMA接头对单边梳状的SSPPs天线进行射频激励。


6.根据权利要求1所述的基于人工表面等离激元结构的低剖面垂直极化端射天线，其特征在于，所述SSPPs天线的高度在传输部...

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