一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线制造技术

本发明专利技术属于天线技术领域，具体涉及一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线；该天线包括：上层印刷电路板和下层印刷电路板，上层印刷电路板和下层印刷电路板之间设置有支撑结构，使上、下层印刷电路板之间形成空气层；上层印刷电路板的上表面设置六边形贴片金属层和弧形金属层，下表面设置四边形贴片金属层；同轴探针穿过上层印刷电路板，且同轴探针内导体与弧形金属层的一端连接，同轴探针外导体与四边形贴片金属层连接；弧形金属层的另一端与六边形贴片金属层连接；下层印刷电路板的下表面设置底面金属层，其与下层印刷电路板重合；本发明专利技术具有较宽的阻抗带宽，高增益和良好的前后比，可应用于需要宽带高增益天线的探测等系统。等系统。等系统。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线。

技术介绍

[0002]对于一些特殊应用场景而言，例如微波探测场景，由于探测仪器系统具有较小的体积，因此系统所留给射频前端天线的空间位置有限。然而，微波探测系统对天线的性能具有高要求，需要天线具备良好的阻抗带宽，高增益以及小尺寸。为了避免天线对后端电路的影响，天线还需具备良好的前后比。
[0003]现有的天线多为微带贴片天线，其通过采用传统扩展带宽的方法，实现宽带特性。然而，微带贴片天线具有如下缺点：
[0004]1、带宽窄，增益低；
[0005]2、需要组成阵列实现高增益，从而导致天线尺寸较大；
[0006]3、需引入寄生贴片等方法，从而导致结构复杂，成本高。
[0007]综上所述，亟需一种可应用于需要宽带高增益天线的探测等场景中的安装空间受限场景的宽带高增益天线。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线，该方法包括：上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)，上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)之间设置有支撑结构(3)，通过支撑结构(3)使上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)之间形成空气层；上层印刷电路板的上表面设置有六边形贴片金属层(11)和弧形金属层(12)，上层印刷电路板的下表面设置有四边形贴片金属层(14)；同轴探针(13)穿过上层印刷电路板，且同轴探针内导体与弧形金属层(12)的一端连接，同轴探针外导体与四边形贴片金属层(14)连接；弧形金属层(12)的另一端与六边形贴片金属层(11)连接；下层印刷电路板(2)的下表面设置有底面金属层(21)，底面金属层(21)与下层印刷电路板(2)重合。
[0009]优选的，上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)为圆形或矩形。
[0010]进一步的，上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)的中心设置有通孔。
[0011]优选的，上层印刷电路板(1)的面积小于下层印刷电路板(2)的面积。
[0012]优选的，上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)的材料为介电常数4.4的FR4。
[0013]进一步的，支撑结构(3)为塑料螺钉。
[0014]优选的，四边形贴片金属层(14)的一边与上层圆环形印刷电路板(1)边缘重合。
[0015]进一步的，四边形贴片金属层(14)采用缺陷地结构，用于实现天线宽带特性。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术设计的应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线，采用缺陷地的四边形贴片、六边形贴片、弧形馈线等结构，使得本专利技术具有较宽的阻抗
带宽，高增益和良好的前后比，且本专利技术体积小，可应用于安装空间受限场景下需要宽带高增益天线的探测等系统；同时，本专利技术采用印刷电路板技术实现，其结构简单、成本低、易加工，实用性高。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线的俯视图；
[0018]图2为本专利技术中应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线的侧视图；
[0019]图3为本专利技术中一种优选实施例的圆环形天线的电压驻波比随工作频率变化曲线图；
[0020]图4为本专利技术中一种优选实施例的圆环形天线在工作频率为4.3GHz时的方向图；
[0021]图5为本专利技术中一种优选实施例的圆环形天线在工作频率为5.0GHz时的方向图；
[0022]图6为本专利技术中一种优选实施例的圆环形天线的增益随工作频率变化曲线图；
[0023]图中：1、上层印刷电路板；11、六边形贴片金属层；12、弧形金属层；13、同轴探针；14、四边形贴片金属层；2、下层印刷电路板；21、底面金属层；3、支撑结构。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术提出了一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线，如图1、图2所示，所述天线包括：
[0026]上层印刷电路板1和下层印刷电路板2，上层印刷电路板1和下层印刷电路板2之间设置有支撑结构3，通过支撑结构3使上层印刷电路板1和下层印刷电路板2之间形成空气层；上层印刷电路板的上表面设置有六边形贴片金属层11和弧形金属层12，上层印刷电路板的下表面设置有四边形贴片金属层14；同轴探针13穿过上层印刷电路板，且同轴探针内导体与弧形金属层12的一端连接，同轴探针外导体与四边形贴片金属层14连接；弧形金属层12的另一端与六边形贴片金属层11连接；下层印刷电路板2的下表面设置有底面金属层21，底面金属层21与下层印刷电路板2重合。
[0027]上层印刷电路板的上表面的六边形贴片金属层和弧形金属层作为辐射体，上层印刷电路板上表面的弧形金属层的一端直接与同轴探针内导体电连接，另一端与六边形贴片金属层连接；六边形贴片金属层和弧形金属层将同轴探针馈入的电磁能量向空间辐射，可得到宽的工作频带。
[0028]下层印刷电路板作为反射器，可提高天线的增益，实现良好前后比；同时，下层印刷电路板可增大天线系统的等效介电常数，从而降低天线剖面。
[0029]空气层位于上层圆环形印刷电路板与下层圆环形印刷电路板之间，空气层可为无材料的空间，也可在其中添加相对介电常数接近于1的塑料泡沫板；空气层可以改善天线匹配，实现宽带特性，并且还可以提高天线增益。
[0030]优选的，上层印刷电路板1和下层印刷电路板2为圆形或矩形。
[0031]进一步的，上层印刷电路板1和下层印刷电路板2的中心设置有通孔；优选的，上层印刷电路板和下层印刷电路板的通孔大小相同；采用中心设置的通孔结构可以为前端的射频系统预留更多的空间。
[0032]优选的，上层印刷电路板1的面积小于下层印刷电路板2的面积。
[0033]优选的，上层印刷电路板1和下层印刷电路板2的材料为介电常数4.4的FR4。
[0034]进一步的，支撑结构3为塑料螺钉；采用塑料螺钉固定上层印刷电路板和下层印刷电路板，相比金属固定材料，其可减小对天线的影响。
[0035]优选的，四边形贴片金属层14的一边与上层圆环形印刷电路板1边缘重合。
[0036]进一步的，四边形贴片金属层14采用缺陷地结构，用于实现天线宽带特性；四边形贴片金属层作为接地板，其采用缺陷地结构，可实现天线的宽带特性。
[0037]在一些优选实施例中，上层印刷电路板和下层印刷电路板为圆环结构，其上层印刷电路板的内圆环和下层印刷电路板的内圆环大小相同；上层印刷电路板和下层印刷电路板的材料为介电常数4.4的FR4；上层印刷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线，其特征在于，包括：上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)，上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)之间设置有支撑结构(3)，通过支撑结构(3)使上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)之间形成空气层；上层印刷电路板的上表面设置有六边形贴片金属层(11)和弧形金属层(12)，上层印刷电路板的下表面设置有四边形贴片金属层(14)；同轴探针(13)穿过上层印刷电路板，且同轴探针内导体与弧形金属层(12)的一端连接，同轴探针外导体与四边形贴片金属层(14)连接；弧形金属层(12)的另一端与六边形贴片金属层(11)连接；下层印刷电路板(2)的下表面设置有底面金属层(21)，底面金属层(21)与下层印刷电路板(2)重合。2.根据权利要求1所述的一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线，其特征在于，上层印刷电路板(1)和下层印刷电路板(2)为圆形或矩形。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟，陈伍权，王子豪，郝宏刚，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：