一种紧凑的低交叉极化微带天线制造技术

本发明专利技术提供了一种紧凑的低交叉极化微带天线，包括介质板、辐射片、金属地、金属化孔和馈电接口，金属地设置在介质板的下表面，辐射片设置在介质板的上表面，金属化孔设置在辐射片上，并与金属地连接；馈电接口的外导体与金属地连接，馈电接口的内导体穿过介质板连接到辐射片上；辐射片上设有两条间隙，两条间隙将辐射片分割成三部分：第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片；第一辐射片和第三辐射片关于第二辐射片的对称轴呈镜像对称。本发明专利技术保留了结构简单、紧凑的优点，还可以大大改善传统短路微带天线的交叉极化，同时相较于传统短路微带天线具有更小的尺寸，适用于无线通信系统中需要低交叉极化特性的射频前端天线。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑的低交叉极化微带天线
本专利技术涉及天线
，具体地，涉及一种紧凑的低交叉极化微带天线，可用于无线通信系统射频前端。
技术介绍
微带天线具有剖面低、重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列等优点而得到广泛的研究和应用。微带贴片通过垂直于表面电流的两个宽边辐射，将天线沿平行与宽边的中心线短路并截一半就获得了短路微带天线。短路微带天线由于其简易便于加工的结构和约1/4波长的紧凑外形，在便携设备天线和小型化天线设计中得到了广泛的应用。与半波长微带天线类似，短路微带天线主要通过与短路边相对的宽边辐射，侧边辐射则在H面形成较大的交叉极化，对于此类天线如何降低交叉极化是一个较大难点。较大的交叉极化一方面会降低天线主极化的辐射效率，另一方面也会导致天线接收额外的噪声信号，影响系统噪声系数。此外在相控阵应用中，交叉极化也是限制波束扫描角度的主要因素。经过对现有技术的检索，授权公告号CN207818893U技术公开了一种微带天线。该微带天线包括辐射片和介质基板，所述辐射片位于介质基板的正面，所述辐射片上设有第一槽体和第二槽体，所述第一槽体设于所述辐射片的中部，所述第二槽体与所述辐射片的边连接；所述辐射片为矩形；所述第一槽体为矩形且具有开口。但是无法有效改善传统短路微带天线的交叉极化问题。
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紧凑的低交叉极化微带天线。本专利技术的目的是通过以下方案实现的：本专利技术提供一种紧凑的低交叉极化微带天线，包括介质板、辐射片、金属地、金属化孔和馈电接口；所述介质板的形状可依据具体应用及外壳设计，辐射片可为长方型、梯形或是其他轴对称形状；所述金属地设置在所述介质板的下表面，用于承载天线主体并提供接地信号；所述辐射片设置在所述介质板的上表面，用于发射电磁波能量；所述金属化孔设置在所述辐射片上，并与所述金属地连接；所述馈电接口的外导体与所述金属地连接，所述馈电接口的内导体穿过所述介质板连接到所述辐射片上以输入射频信号能量；通过调整馈电点到金属化孔的距离可以调节天线的输入阻抗实现阻抗匹配；所述辐射片上设有两条间隙，两条所述间隙将所述辐射片分割成三部分：第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片；所述第一辐射片和所述第三辐射片关于所述第二辐射片的对称轴呈镜像对称。可以通过调节第二辐射片与辐射片总宽度的比例来调节天线交叉极化水平。进一步地，两条所述间隙为直线型或折线型，且与所述第二辐射片的对称轴呈镜像对称，所述间隙的宽度远小于所述天线宽度。可通过改变间隙的宽度可以在不改变辐射片尺寸的情况下实现天线谐振频率调节，增加设计的灵活度，当间隙的宽度增加时，天线工作频率上升。进一步地，两条所述间隙与所述第二辐射片的对称轴平行或具有夹角。进一步地，所述第一辐射片上沿短边方向设有一排第一组金属化孔，所述第二辐射片上沿短边方向设有一排第二组金属化孔，所述第三辐射片上沿短边方向设有第三组金属化孔，所述第一组金属化孔和所述第三组金属化孔关于所述第二辐射片的对称轴呈镜像对称，所述第二组金属化孔与所述第一组金属化孔相对设置。进一步地，所述第一组金属化孔、所述第二组金属化孔和所述第三组金属化孔均沿相应辐射片的短边等间距设置且均关于辐射片中心线呈轴对称。进一步地，所述馈电接口为单端口馈电，位于所述第一辐射片、所述第二辐射片或所述第三辐射片上。通过调节馈电接口到相应短路边距离来调节天线阻抗匹配。进一步地，所述辐射片为矩形、平行四边形或其他轴对称图形。进一步地，所述第一辐射片、所述第二辐射片和所述第三辐射片均为矩形。进一步地，所述第一辐射片和所述第三辐射片均为梯形，所述第二辐射片为倒等腰梯形。进一步地，所述金属地为一块完整的金属。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术的低交叉极化微带天线，采取同轴馈电方式，天线接口内导体与一侧的辐射片相连，外导体与地相连，通过调整馈电点到金属化孔的距离可以调节天线的输入阻抗实现阻抗匹配。2、本专利技术的低交叉极化微带天线，通过改变间隙的宽度可以在不改变辐射片尺寸的情况下实现天线谐振频率调节，增加设计的灵活度，当间隙的宽度增加时，天线工作频率上升。3、本专利技术的低交叉极化微带天线，在辐射片上开设一对间隙将辐射片分割成沿垂直于短路边轴对称的三部分并将第一辐射片和第三辐射片的短路边移动至对边，从而在不影响主极化辐射的情况下抑制了侧边的交叉极化辐射。4、本专利技术的低交叉极化微带天线，相较于传统设计，本专利技术通过间隙耦合进一步降低了天线低频段的工作频率并实现低交叉极化特性方向图，相较于同尺寸的传统短路微带天线，本专利技术保留了结构简单、紧凑的优点，适用于无线通信系统中需要低交叉极化特性的射频前端天线。5、本专利技术的低交叉极化微带天线，可以大大改善传统短路微带天线的交叉极化，同时相较于传统短路微带天线具有更小的尺寸。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为实施例1中低交叉极化微带天线的结构示意图；图2为传统短路微带天线的结构示意图(相同物理尺寸下)；图3为实施例1中低交叉极化微带天线的反射系数图；图4为传统短路微带天线的反射系数图(相同物理尺寸下)；图5为实施例1中低交叉极化微带天线的反射系数随间隙宽度的变化曲线图；图6为实施例1中低交叉极化微带天线的主极化与交叉极化方向图；图7为传统短路微带天线的主极化与交叉极化方向图(相同物理尺寸下)；图8为实施例2中低交叉极化微带天线的结构示意图；图9为实施例3中低交叉极化微带天线的结构示意图。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。本专利技术的低交叉极化的紧凑微带天线，可以大大改善传统短路微带天线的交叉极化，同时相较于传统短路微带天线具有更小的电尺寸。基于传统的短路微带天线，在辐射片上开设一对间隙将辐射片分割成沿垂直于短路边轴对称的三部分，并将第一辐射片和第三辐射片的短路边移动至对边，从而在不影响主极化辐射的情况下抑制了侧边的交叉极化辐射；相较于传统设计，本专利技术通过间隙耦合进一步降低了天线低频段的工作频率并实现低交叉极化特性方向图；相较于同尺寸的传统短路微带天线，本专利技术保留了结构简单、紧凑的优点，适用于无线通信系统中需要低交叉极化特性的射频前端天线。如图1至图9所示，接下来结合具体实施例，对本专利技术做进一步详细的描述。以下实施例1和2中，介质板1为F4B材质(介电常数为2.2，损耗角为0.001)的正方型基板，介质板大小为150mm*150mm*3mm。低交叉极化短路微带天线中辐射片大小为26mm*40mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑的低交叉极化微带天线，其特征在于，包括介质板(1)、辐射片(2)、金属地(4)、金属化孔(6)和馈电接口(5)；/n所述金属地(4)设置在所述介质板(1)的下表面，用于承载天线主体并提供接地信号；所述辐射片(2)设置在所述介质板(1)的上表面，用于发射电磁波能量；所述金属化孔(6)设置在所述辐射片(2)上，并与所述金属地(4)连接；所述馈电接口(5)的外导体与所述金属地(4)连接，所述馈电接口(5)的内导体穿过所述介质板(1)连接到所述辐射片(2)上以输入射频信号能量；/n所述辐射片(2)上设有两条间隙(3)，两条所述间隙(3)将所述辐射片(2)分割成三部分：第一辐射片(21)、第二辐射片(22)和第三辐射片(23)；所述第一辐射片(21)和所述第三辐射片(23)关于所述第二辐射片(22)的对称轴呈镜像对称。/n

【技术特征摘要】
1.一种紧凑的低交叉极化微带天线，其特征在于，包括介质板(1)、辐射片(2)、金属地(4)、金属化孔(6)和馈电接口(5)；
所述金属地(4)设置在所述介质板(1)的下表面，用于承载天线主体并提供接地信号；所述辐射片(2)设置在所述介质板(1)的上表面，用于发射电磁波能量；所述金属化孔(6)设置在所述辐射片(2)上，并与所述金属地(4)连接；所述馈电接口(5)的外导体与所述金属地(4)连接，所述馈电接口(5)的内导体穿过所述介质板(1)连接到所述辐射片(2)上以输入射频信号能量；
所述辐射片(2)上设有两条间隙(3)，两条所述间隙(3)将所述辐射片(2)分割成三部分：第一辐射片(21)、第二辐射片(22)和第三辐射片(23)；所述第一辐射片(21)和所述第三辐射片(23)关于所述第二辐射片(22)的对称轴呈镜像对称。


2.根据权利要求1所述的一种紧凑的低交叉极化微带天线，其特征在于，两条所述间隙(3)为直线型或折线型，且与所述第二辐射片(22)的对称轴呈镜像对称，所述间隙(3)的宽度远小于所述微带天线的宽度。


3.根据权利要求2所述的一种紧凑的低交叉极化微带天线，其特征在于，两条所述间隙(3)与所述第二辐射片(22)的对称轴平行或具有夹角。


4.根据权利要求1所述的一种紧凑的低交叉极化微带天线，其特征在于，所述第一辐射片(21)上沿短边方向设有一排第一组金属化孔(61)，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵子剑，张跃平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31