一种低剖面多模天线制造技术

本发明专利技术公开了一种低剖面多模天线，属于天线技术领域。其包括圆形贴片、扇形贴片、PCB基板，金属地层，金属化通孔，金属化通孔，金属化通孔和馈电网络，金属地层避让孔等组成，在馈电点处设置有同轴连接器；通过PCB基板上表面的圆形贴片和扇形贴片进行电磁耦合设计，展宽了天线带宽，通过馈电网络及多个金属化过孔实现了天线多模的优化设计。该天线整体剖面高度为2mm，仅为0.022λmax，该天线具有两个馈电点，可实现低剖面圆极化定向天线辐射模式，工作频带为3.35GHz～3.53GHz；又可实现低剖面全向天线辐射模式，工作频带为4.66GHz～5.33GHz。该天线结构紧凑,具有良好的宽带特性、成本低廉、重量轻，易于批量生产等特点,可应用于地面通信和检测领域。应用于地面通信和检测领域。应用于地面通信和检测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种低剖面多模天线


[0001]本专利技术涉及天线
，特别涉及一种低剖面多模天线。

技术介绍

[0002]随着单频带天线技术的成熟和无线通讯网络的广泛应用,人们开始将研究热点转向双频带或多频带天线。无线市场迫切要求雷达、移动通信、卫星定位系统能够利用多频天线的频率复用解决日益拥挤的微波频谱带来的紧张局面。获得双频或者多频特性的方法有单层法、多层法、多模法等。虽然可以采用多个单频天线来分别覆盖通信系统中的各个频段,但是会导致天线和无线系统的体积和重量增大,造价上升,与无线设备小型化和成本低廉化的发展方向违背。
[0003]对于某些通信系统的天线而言，通常希望天线具有多频段多模式工作、尺寸小、低剖面、重量轻等优点，因此设计能够工作于多个频段的多模天线具有一定的实用价值和现实意义。公开文献报道的成果有双频段和三频段天线，这些成果大都是叠层或者平铺形式的共口径天线，它们多频工作模式大多是要不全部属于定向天线模式或者全部属于全向天线模式，这样就会造成天线整体尺寸或者剖面高度很大，不利于实际工程应用。
[0004]目前，多模天线多为面状天线，其主要有一块儿或者多块儿印刷电路板组成，该印制板上可以设置多个模块，每个模块具有不同的功能，正因如此，印制板上的各个模块据需要在印制板上占据一定的面积，这就导致电路板的面积有时会很大，不利于多模天线的设计和加工。另外现有的文献及专利中均提到的一些多模天线，但对具备某一频率上实现全向辐射，某一频率上实现锥状定向辐射两种工作模式的低剖面多模天线鲜有公开报道。
专利技术内容
[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种低剖面多模天线，该天线可工作在高频和低频两个频段，在低频段实现定向辐射，在高频段实现定向辐射，从而利用单个天线实现了全向辐射和定向辐射两种工作模式，可以对特定目标或者特定区域实现良好的信息交互。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0007]一种低剖面多模天线，包括金属地层，还包括上层印制板板和下层印制板；所述上层印制板的上表面设有中心贴片和阵列贴片，所述中心贴片设于上层印制板的中心，阵列贴片设有4个且以中心贴片为圆心阵列；
[0008]所述金属地层位于上层印制板和下层印制板之间；所述下层印制板的下表面设有采用一分四威尔金森功分器形式的馈电网络；每一阵列贴片的下方均设有第一金属化通孔，第一金属化通孔的一端连接其上方的阵列贴片，另一端穿过金属地层与馈电网络的对应支路端连接；所述中心贴片的下方设有第二金属化通孔和多个第三金属化通孔；所述第二金属化通孔的一端连接在中心贴片的中心位置处，另一端穿过金属地层露出于下层印制板；多个第三金属化通孔以第二金属化通孔为圆心均匀排布，第三金属化通孔的一端连接在中心贴片上，另一端连接在金属地层的上表面。
[0009]进一步的，所述阵列贴片与阵列贴片之间和阵列贴片与中心贴片之间均无接触。
[0010]进一步的，所述中心贴片为圆形，阵列贴片为扇形；所述阵列贴片的内径大于中心贴片的直径。
[0011]进一步的，所述第一金属化通孔和第二金属化通孔均与金属地层无接触。
[0012]进一步的，还包括两个同轴连接器，其中一同轴连接器的中心内导体与第二金属化通孔连接，外导体与金属地层连接；另一同轴连接器的中心内导体与馈电网络的主路连接，外导体与金属地层连接。
[0013]进一步的，所述第一金属化通孔、第二金属化通孔和第三金属化通孔均可通过金属柱等效替代。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种低剖面多模天线结构图；
[0015]图2为本专利技术实施例提供的一种低剖面多模天线从上层至下层的透视图；
[0016]图3为本专利技术实施例提供的一种低剖面多模天线的剖面结构示意图；
[0017]图4为本专利技术实施例提供的一种低剖面多模天线上层结构图；
[0018]图5为本专利技术实施例提供的一种低剖面多模天线中层结构图；
[0019]图6为本专利技术实施例提供的一种低剖面多模天线下层结构图；
[0020]图7为本专利技术实施例提供的全向辐射模式频段的电压驻波比曲线图；
[0021]图8为本专利技术实施例提供的全向辐射模式频段4.66GHz频点的增益方向图；
[0022]图9为本专利技术实施例提供的全向辐射模式频段4.995GHz频点的增益方向图；
[0023]图10为本专利技术实施例提供的全向辐射模式频段5.33GHz频点的增益方向图；
[0024]图11为本专利技术实施例提供的定向辐射模式频段的电压驻波比曲线图；
[0025]图12为本专利技术实施例提供的定向辐射模式频段的圆极化轴比曲线图；
[0026]图13为本专利技术实施例提供的定向辐射模式频段3.35GHz频点的增益方向图；
[0027]图14为本专利技术实施例提供的定向辐射模式频段3.44GHz频点的增益方向图；
[0028]图15为本专利技术实施例提供的定向辐射模式频段3.53GHz频点的增益方向图。
[0029]附图标记说明：1
‑
圆形贴片2
‑
扇形贴片3
‑
PCB基板4
‑
金属地层 5
‑
金属化通孔 6
‑
金属化通孔 7
‑
金属化通孔8
‑
馈电网络9
‑
金属地层避让孔
具体实施方式
[0030]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0031]对于本领域技术人员，附图中某些公知的结构及其说明可能省略是可以理解的；
[0032]为了详细说明本专利技术的构造及特点所在，下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0033]一种低剖面多模天线是通过多层印制板压合形成的，并通过顶部圆形贴片和扇形贴片进行电磁耦合设计，展宽了天线带宽，通过馈电网络及多个金属化过孔进行天线多模的优化设计。
[0034]一种低剖面多模天线具有两个馈电点，可实现低剖面圆极化定向天线辐射模式，工作频带为3.35GHz～3.53GHz；又可实现低剖面全向天线辐射模式，工作频带为4.66GHz～
5.33GHz。该天线整体剖面高度为2mm，仅为0.022λmax。一种低剖面多模天线具有双频段、低剖面、重量轻、易于批量生产等特点，在垂直线极化的全向辐射模式工作频段内电压驻波比小于2.0，增益大于0dBi，在圆极化定向辐射模式工作频段内电压驻波比小于2.0，圆极化轴比小于3dB，增益大于4dBi。
[0035]本实施例包括圆形贴片1、扇形贴片2、PCB基板3，金属地层4，金属化通孔5，金属化通孔6，金属化通孔7，馈电网络8，金属地层避让孔9，见图1和图2。
[0036]所述圆形贴片1,呈圆形形状，位于PCB基板3的上层表面，且位于中心位置。圆形贴片1上有13个圆形金属化通孔5和1个圆形金属化通孔6，其中圆形金属化通孔6位于圆形贴片1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低剖面多模天线，包括金属地层，其特征在于，包括上层印制板板和下层印制板；所述上层印制板的上表面设有中心贴片和阵列贴片，所述中心贴片设于上层印制板的中心，阵列贴片设有4个且以中心贴片为圆心阵列；所述金属地层位于上层印制板和下层印制板之间；所述下层印制板的下表面设有采用一分四威尔金森功分器形式的馈电网络；每一阵列贴片的下方均设有第一金属化通孔，第一金属化通孔的一端连接其上方的阵列贴片，另一端穿过金属地层与馈电网络的对应支路端连接；所述中心贴片的下方设有第二金属化通孔和多个第三金属化通孔；所述第二金属化通孔的一端连接在中心贴片的中心位置处，另一端穿过金属地层露出于下层印制板；多个第三金属化通孔以第二金属化通孔为圆心均匀排布，第三金属化通孔的一端连接在中心贴片上，另一端连接在金属地层的上表面。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓冲，齐宏业，刘健泉，马剑南，李勇，于秀沙，许志娟，刘帅，邢光龙，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：