带有曲折形带状馈电的宽带贴片天线制造技术

一种带有曲折形带状馈电的贴片天线在这里被描述。天线包括与接地面隔开、并与所述接地面大致平行的贴片，以及位于贴片和接地面之间的馈电探针。馈电探针包括与贴片相平行、但通过不同距离与贴片隔开的至少两个部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种贴片天线，并且，特别是涉及一种具有相对宽的带宽以及低交叉极化的贴片天线。
技术介绍
微带贴片天线近年来在多种应用领域已经变得非常普遍。它们具有很多优点，包括成本低、尺寸小和重量轻，这使得它们非常适于用在例如个人通信系统中。常规的微带贴片天线包括给定几何形状(例如圆形，矩形，三角形)的贴片，其与接地面(ground plane)隔开并通过绝缘体与接地面分开。通常，该贴片借助带有同轴馈电的馈电探针被馈电。馈电探针可以直接或间接耦合到贴片。现有技术不过，微带贴片天线的一个缺点是它们具有相对低的带宽，并通常不适于宽带应用。多年来已经采用了多种方法以尝试和提高微带贴片天线的带宽。例如，现有方案已经包括增加电磁耦合到受到驱动的贴片的第二个寄生贴片(parasitic patch)(R.O.Lee，K.F.Lee，J.BobinchakElectronics Letters Sep.24，1987，Vol.23 No.20 pp1017-1072)，用电容性间隙消除探头电感，其允许使用厚衬底(P.S.Hall Electronics Letters May21，1987 Vol.23 No.11 pp606-607)，以及包括在贴片天线中的U-形狭槽(K.F.Lee et al IEE Proc.Microw.Antennas Propag.，Vol.144 No.5 October1997)。不过，处理该问题的这些现有技术都不理想。覆盖在被驱动的贴片上面的寄生贴片的使用增加了天线的厚度，这是不希望的。电容性间隙需要被高精度地制造。引入U型狭槽给天线带来高的交叉极化，并不能被用于圆极化辐射。现有技术的另一个例子在US 4724443(Nysen)中被示出。Nysen描述了一种贴片天线，带状线馈电部件在其中被电磁耦合到贴片，并且，所述带(其与贴片相平行)的一个末端在其中通过同轴电缆(其对于贴片是垂直的)的内导体被连接。在该设计中，只有所述带被耦合到贴片，并且，天线的带宽不宽。US 6593887(其内容被并入作为参考)描述了一种贴片天线，其通过布置在贴片和接地面之间的L-形的探头被驱动。探头具有对于贴片和接地面都垂直的第一部分，以及与贴片和接地面都平行的第二部分。两个部分的长度被这样选择，即，使第一部分的感抗通过第二部分的容抗被抵消。这种设计相当有效，不过，US 6593887的天线能够获得仅仅大约7.5dBi的增益，并且，天线的交叉极化保持在相当高的大约-15dB处。使用L-形的探头的概念还在K.M.Luk et al，“Broadbandmicrostrip patch antenna，”Electron.Lett.，1998，Vol.34，pp.1442-1443中被讨论。使用现有技术处理交叉极化仍然是一个问题。相位抵消能够被用于对交叉极化进行抑制，并且，这在A.Petosa et al，“Suppression ofunwanted probe radiation in wideband probe-fed microstrip patches，”Electron.Lett.，Vol.35，pp.355-357，1999，以及Levis et al，“Probe radiationcancellation in wideband probe-fed microstrip arrays，”Electron.Lett.，Vol.36，pp.606-607，2000中被描述。该方法能够有效抑制交叉极化。不过，该方法需要宽带匹配网络，以便对所述两个带进行彼此180°反向的馈电，这就增加了天线结构的复杂性。Chen et al.“Broadband suspended probe-fed antenna with lowcross-polarisation levels，”IEEE Trans.Antennas Propagat，.Vol.AP-51，pp.345-346，Feb.2003提出了一种悬挂式探头馈电天线，具有的阻抗带宽为20％(SWR＜2)，并且交叉极化在工作带宽内小于-20dB。不过，该设计的缺点是具有延伸到贴片外面的非常长的水平带。在实际应用中，这种带将使贴片的有效投影区域对于构建天线阵列而言太大了。此外，天线增益只有5dBi，其与其他贴片天线设计相比较是较低的。另一种处理方法在中国专利申请0410042927.8中被采用，其中，一对L-形的探头被布置在贴片和接地面之间。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种贴片天线，包括与接地面隔开的贴片，该贴片与接地面大致平行，以及位于贴片和接地面之间的馈电探针，其中，馈电探针包括与贴片平行、并通过不同距离与贴片隔开的至少两个部分。在本专利技术的优选实施例中，馈电探针的平行部分通过馈电探针的垂直于贴片延伸的部分被分开。优选的，一个这种垂直部分被形成为在其一个末端处带有同轴馈电。在一组优选实施例中，馈电探针包括与贴片相平行的2n个部分，以及与贴片相垂直的2n+1部分(这里n是不为0的正整数)。在这组实施例中，优选的，平行部分包括成对的部分，由此，在每对所述部分中的两个部分具有相等的长度，并且，一对的一个部分通过同一对的另一部分与接地面隔开的相同距离与贴片隔开。概括地说，优选的，所述至少两个平行部分的第一个部分通过第一距离与贴片隔开，并且，至少两个平行部分的第二个部分通过第一距离与接地面隔开。优选的，平行部分具有相等的长度，并可能具有相等或不等的宽度。在一组优选实施例中，设置有奇数个平行部分，其中，至少一个平行部分与贴片和接地面是等间距的，并且其中，所有其他平行部分被布置成具有相等长度的对，并且每对的一个平行部分被布置成通过第一距离与贴片隔开，以及，每对的另一个平行部分被布置成通过相同距离与接地面隔开。馈电探针可以通过延伸到贴片并与之接触的垂直部分被耦合到贴片。优选的，馈电探针可以借助平行于贴片延伸的耦合部分被靠近(proximity)耦合到贴片。馈电探针可以采用多种不同的形式。例如，探头可以包括被集成形成的金属带。可选的，馈电探针能够通过在印刷电路板上形成的导电通道被形成。在这个后面的实施例中，印刷电路板还用作把所述贴片与所述接地面隔开。附图说明下面，本专利技术的一些实施例将参考附图以示例的方式进行描述，其中图1(a)-图1(d)示出了根据本专利技术的实施例的贴片天线的俯视图、侧视图和透视图，图2示出了对图1的天线进行测量得到的增益和驻波比(SWR)结果，图3示出了对图1的天线进行仿真和进行测量得到的辐射图，图4(a)-图4(c)示出了用于曲折形带的可选形式，图5(a)-图5(b)分别示出了根据本专利技术的第二个实施例的天线的透视图和侧视图，图6(a)-图6(b)分别示出了根据本专利技术的另外的实施例的天线的俯视图和侧视图，以及图7(a)-图7(b)分别示出了根据本专利技术的又一个另外的实施例的天线的俯视图和侧视图。具体实施例方式首先参考图1(a)-图1(d)，其示出了根据本专利技术的第一个实施例的贴片天线。天线包括贴片1。如在该技术中所知道的，贴片能够是任何适宜的形状(包括例如圆形和三角形贴片)，但优选的是矩形，具有尺寸W(典型的0.3λ＜W＜0.75λ，这里λ是天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贴片天线，包括与接地面隔开的贴片，所述贴片与所述接地面大致平行，以及位于所述贴片和所述接地面之间的馈电探针，其中，所述馈电探针包括与所述贴片相平行、并通过不同距离与贴片隔开的至少两个部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陆贵文，黎孝华，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]