一种贴片天线制造技术

本发明专利技术涉及天线技术领域，公开了一种贴片天线，包括：介质基板、导电接地板和导电贴片。所述导电贴片和导电接地板分别位于介质基板的第一表面和第二表面；所述贴片天线开设有多个通孔，所述多个通孔都依次贯穿导电贴片、介质基板和导电接地板。多个通孔都为金属化通孔或者多个通孔内分别设置多个短路柱并且每个所述短路柱的两端分别连接导电贴片和导电接地板，所述多个通孔分布在半径为R1的圆周上。贴片天线通过调节R1和多个通孔的个数N，使得所述第一谐振模式的谐振频率和第二谐振模式的谐振频率相互靠近。由此采用双模辐射实现两个谐振模式，实现低剖面和宽带宽的同时，实现天线的高增益。天线的高增益。天线的高增益。

【技术实现步骤摘要】
一种贴片天线


[0001]本专利技术涉及天线
，具体涉及一种贴片天线。

技术介绍

[0002]近几十年来，随着无线通信技术的快速发展，个人通信、无线局域网等系统对无线终端设备的便携性提出了更高的要求。天线作为系统终端必不可少的组成部分，被赋予了多频带、多功能的性能重任。当各种多媒体业务进入无线通信系统时，移动终端设备上可以容纳天线的空间将越来越有限。在军事上，为了加强装备在未来电子对抗战争中的机动性和隐蔽性，高性能多功能的小型一体化天线将成为天线技术的发展趋势。在此背景下，多频多模多极化天线应运而生。多频多模多极化天线的意义在于，通过设计新的天线模型，使得多个工作频段、多种工作模式、甚至多种极化方式集合于一个简单的天线，以避免使用多个不同的天线。这样将大大降低终端设备的成本，也节省了系统空间。
[0003]微带天线因其体积小、重量轻、低剖面、易共形、成本低且易与电路集成等诸多优点而广泛应用于无线通信、远程遥感、航空航天等民用和军事通信领域。目前国内外已经有不少利用微带天线实现多频多模多极化的报道。但是这些方法在增大天线尺寸、破坏天线低剖面特性、工作在有限主模频段整数倍频以及结构复杂不易调控等方面仍需要改善。此外这些多功能天线大多只具备单一的多频、多模或多极化特性，未形成完善的理论体系。
[0004]全向天线的特点是广播式，能够覆盖全方位的角度，在很多场合下会使用全向天线。在飞机、导弹、高铁以及民用通信中应用广泛。随着民用通信设备日趋集成化、共性化；飞行器速度越来越快传统的天线外形突兀，难以满足高速气动外形的要求。
[0005]传统的全向天线主要由两种形式实现，一类是微带天线，采用一个辐射模的双层悬置结构，或通过改善馈电结构(电磁耦合馈电)、添加寄生单元(枝节或加载)等技术展宽其阻抗，其优点是低剖面，但存在结构复杂和方向图容易畸变的问题。另一类是单极子天线，采用顶部加载或有耗加载，实现天线的低剖面，有耗匹配是以牺牲增益为代价的，采用顶部加载难以实现真正的低剖面，优点是带宽宽，缺点是剖面高。难以同时实现低剖面和宽带宽的同时，实现天线的高增益。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种贴片天线，可以实现低剖面和宽带宽的同时，实现天线的高增益。
[0007]根据本专利技术提供的一种贴片天线，所述贴片天线工作于第一谐振模式和第二谐振模式并且包括：
[0008]介质基板；
[0009]导电接地板；
[0010]导电贴片，所述导电贴片和导电接地板分别位于介质基板的第一表面和第二表面；所述贴片天线开设有多个通孔，所述多个通孔都依次贯穿导电贴片、介质基板和导电接
地板；
[0011]所述多个通孔都为金属化通孔或者所述多个通孔内分别设置多个短路柱并且每个所述短路柱的两端分别连接导电贴片和导电接地板，所述多个通孔分布在半径为R1的圆周上；
[0012]所述贴片天线通过调节R1和多个通孔的个数N，使得所述第一谐振模式的谐振频率和第二谐振模式的谐振频率相互靠近。
[0013]优选地，所述第一谐振模式为TM01模式，所述第二谐振模式为TM02模式。
[0014]优选地，所述第一谐振模式的谐振频率根据R1和多个通孔的个数N来确定。
[0015]优选地，所述导电贴片的形状为圆形，所述第二谐振模式的谐振频率根据R1、所述导电贴片的半径R2和所述介质基板的介电常数ε
r
来确定。
[0016]优选地，所述半径为R1的圆周的圆心和导电贴片的圆心相同，所述导电贴片的半径R2大于R1。
[0017]优选地，每个所述通孔的截面形状为圆形或多边形。
[0018]优选地，所述导电接地板的形状为圆形，所述介质基板的形状为圆形，所述导电接地板的直径与所述介质基板的直径相等。
[0019]优选地，所述贴片天线的剖面高度为0.024λ，其中λ为所述贴片天线工作频带的中心频点对应的自由空间波长。
[0020]优选地，所述导电接地板远离介质基板的表面设置有射频接头，所述射频接头用于给贴片天线馈电；所述射频接头的内导体连接导电贴片，所述射频接头的外导体连接导电接地板。
[0021]优选地，每个所述通孔的截面形状为圆形或多边形，所述介质基板的截面形状为圆形或多边形。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术提供的贴片天线中辐射贴片选择圆形金属贴片和通过金属化通孔或加载共形金属柱的方式，实现双模辐射两个谐振模式，通过模式选择和巧妙的激励，实现方向图的稳定，同时其结构简单，且能满足天线覆盖空域和极化的要求；
[0024]2、本专利技术中贴片天线的高度为0.024f，具有小型化、低剖面的优点；
[0025]3、天线采用单层的介质基板通过蚀刻工艺获得，结构简单可靠，易于批量生产制造；
[0026]4、本专利技术采用双模辐射的圆形贴片天线，有效拓宽了天线的带宽，同时可通过同轴谐振腔体模型、扇形模型计算加载通孔中心连线所在圆周的半径R1及多个通孔的数量N，创新型强，拓宽了基于双模辐射的贴片天线的应用范围。
附图说明
[0027]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0028]图1是根据本专利技术实施例提供的贴片天线的立体图。
[0029]图2是图1所示贴片天线的俯视图。
[0030]图3是图1所示贴片天线的侧视图。
[0031]图4示出图1中贴片天线在TM02模式的水平方向的辐射增益图。
[0032]图5示出图1中贴片天线的金属贴片结构示意图。
[0033]图6示出图5中贴片天线以角度φ切分的扇形结构示意图。
[0034]图7示出图1中贴片天线的电压驻波比的曲线图。
[0035]图8示出图1中贴片天线在Phi＝90
°
/270
°
，频率为0.9f0时的增益曲线图。
[0036]图9示出图1中贴片天线在Phi＝0
°
/180
°
，频率为0.9f0时的增益曲线图。
[0037]图10示出图1中贴片天线在Phi＝90
°
/270
°
，频率为1.12f0时的增益曲线图。
[0038]图11示出图1中贴片天线在Phi＝0
°
/180
°
，频率为1.12f0时的增益曲线图。
具体实施方式
[0039]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0040]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文在本专利技术的说明书中所使用的术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种贴片天线，其特征在于，包括：介质基板；导电接地板；导电贴片，所述导电贴片和导电接地板分别位于介质基板的第一表面和第二表面；所述贴片天线开设有多个通孔，所述多个通孔都依次贯穿导电贴片、介质基板和导电接地板；所述多个通孔都为金属化通孔或者所述多个通孔内分别设置多个短路柱并且每个所述短路柱的两端分别连接导电贴片和导电接地板，所述多个通孔分布在半径为R1的圆周上；所述贴片天线通过调节R1和多个通孔的个数N，使得贴片天线的第一谐振模式的谐振频率和贴片天线的第二谐振模式的谐振频率相互靠近。2.根据权利要求1所述的贴片天线，其特征在于：所述第一谐振模式为TM01模式，所述第二谐振模式为TM02模式。3.根据权利要求1所述的贴片天线，其特征在于：所述第一谐振模式的谐振频率根据R1和多个通孔的个数N来确定。4.根据权利要求1所述的贴片天线，其特征在于：所述导电贴片的形状为圆形，所述第二谐振模式的谐振频率根据R1、所述导电贴片的半径R2和所述介质基板的介电常数ε

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，张从会，
申请(专利权)人：深圳光启尖端技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：