【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线，具体涉及一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线。
技术介绍
1、随着移动通讯技术的蓬勃发展，通信设备的集成化成为一种趋势，而天线作为通讯系统中一个重要的组成部分，天线的小型化的重要性就越发凸显；为了同一时间满足多个通讯系统的工作需求，天线就得同时覆盖两个或更多的频带，所以研究多频天线、宽带天线也颇有意义；天线的增益越高，其作用距离越远，一个高增益的天线可以覆盖更大的用户区域，从而减少基站天线的数量，节约成本，对雷达而言增益高意味着更远的探测距离和更长的预警时间，所以实现高增益也是热点；从飞行体识别目标的角度考虑，天线的宽角度辐射意味着更大的可识别空间，如何拓宽波束宽度，也有较大的研究意义。
2、目前天线小型化的技术手段有分形技术、加载技术和宽带网络匹配技术等，它们可以有效降低天线的高度并使天线的性能基本保持不变；传统的印刷偶极子天线电压驻波比小于2的工作带宽只能达到25％～30％，因此，为了扩展工作带宽，一般有蝴蝶结形式偶极子、宽带巴伦馈电、带状线馈电双面偶极子等形式。
3、对于如何拓宽印刷偶极子天线的工作频带，授权公布号为cn 113964510a，名称为“一种宽带印刷偶极子天线及天线阵列”的专利申请，运用相似原理，将传统的矩形偶极子臂改成蝴蝶形，实现了不同工作频率下相同的电流分布路径和辐射特性，进而拓展了相对带宽；将馈电微带线的宽度设置成渐变形，将馈线中的开路线设置成扇形，改善了宽带匹配；将传统的直线状匹配槽改成圆形槽线谐振腔结构来进一步实现宽带匹配特性。但是，现有技术着重强
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，通过采用多辐射枝节和宽带缝隙结构，能够实现印刷偶极子天线的宽频带工作和尺寸小型化；通过采用第二金属通孔和旋转矩形振子臂以及寄生结构，能够改善增益方向图(展宽波宽和提升高频增益)，本专利技术具有方便集成、加工成本小、易于满足多个不同频段的通讯系统工作需求的优点。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，包括位于下方的地板1，所述地板1上方正交放置有第一介质基板2和第二介质基板3，第一介质基板2和第二介质基板3上均印刷有偶极子天线，第一介质基板2和第二介质基板3的上方设置有寄生引向环4。
4、所述偶极子天线包括印刷在第一介质基板2的第一偶极子天线和印刷在第二介质基板3的第二偶极子天线；其中，所述第一偶极子天线包括印刷在第一介质基板2正面靠近中部位置的第一馈电巴伦5和位于上方两端对称且水平线朝下旋转7-8度的两个第一正面矩形振子臂7，第二偶极子天线包括印刷在第二介质基板3正面靠近中部位置的第二馈电巴伦6和位于上方两端对称且水平线朝下旋转7-8度的两个第二正面矩形振子臂8，第一正面矩形振子臂7和第二正面矩形振子臂8的正上方均正交布设有第二金属通孔10，第一介质基板2的背面印刷有第一背面阵子臂11，第二介质基板3的背面印刷有第二背面振子臂12。
5、所述第一背面阵子臂11包括位于第一介质基板2背面上方两端对称印刷的两个第一“l”形辐射片13和位于第一介质基板2背面下方的包含多个缝隙结构的第一粗振子臂14，第一粗振子臂14中间开设有贯通底部的第一“t”形匹配槽15，将第一粗振子臂14分为两个部分，位于第一“t”形匹配槽15左右两部分的第一粗振子臂14通过开设在第一介质基板2底部的第三金属通孔16相连接，所述第一“l”形辐射片13的两侧末端均加载有第一贴片电阻17，第一粗振子臂14的两侧末端均加载有第二贴片电阻18，第一正面矩形振子臂7和第一背面振子臂11通过位于第一介质基板2上部的第一金属通孔9相连接；
6、所述第二背面振子臂12包括位于第二介质基板3背面上方两端对称印刷的两个第二“l”形辐射片20和位于第二介质基板3背面下方的包含多个缝隙结构的第二粗振子臂21，第二粗振子臂21的中间开设有未贯通底部的第二“t”形匹配槽22，第二“l”形辐射片20的两侧末端均加载有第三贴片电阻23，第二粗振子臂21的两侧末端均加载有第四贴片电阻24，第二正面矩形振子臂8和第二背面振子臂12通过位于第二介质基板3上部的第四金属通孔19相连接。
7、所述地板1包括水平放置的底层介质基板25和位于底层介质基板25下方的第一同轴接头26和第二同轴接头27；第二同轴接头27设在第一馈电巴伦5的正下方，第二同轴接头27的内芯与第一馈电巴伦5的底部相连接，第二同轴接头27的外皮与第一背面振子臂11的底部相连接；第一同轴接头26设在第二馈电巴伦6的正下方，第一同轴接头26的内芯与第二馈电巴伦6的底部相连接，第一同轴接头26的外皮与第二背面振子臂12的底部相连接，第一同轴接头26和第二同轴接头27分别给正交放置的第一偶极子天线和第二偶极子天线馈电。
8、所述寄生引向环4为正方形，包括位于天线最上端的引向金属环28和顶层介质基板29，其中引向金属环28嵌入在顶层介质基板29中，引向金属环28的边长为37.5-38mm,每条边的中间位置减去长为5.9-6mm的一小段，引向金属环28的宽度为0.9-1mm。
9、所述第二金属通孔10包括沿第一介质基板2和第二介质基板3的上边缘呈上下两排排列的多个圆柱形金属通孔，圆柱形金属通孔的半径为0.9-1.0mm，孔与孔的水平间距为5.9-6.0mm，上排与下排的圆柱形金属通孔的纵向间距为2.9-3.0mm。
10、所述双极化印刷偶极子天线的横向尺寸为60mm*60mm，天线整体剖面高度为61.01mm-61.02mm。
11、所述第一馈电巴伦5与第二馈电巴伦6正交放置，第一馈电巴伦5与第二馈电巴伦6均由馈电微带线、耦合微带线和开路线组成，馈电微带线的宽度由下至上分三段依次减小。
12、所述第一正面矩形振子臂7和第二正面矩形振子臂8的长度l7＝36.5mm-37.5mm，宽度h9＝5.5mm-6.5mm，相比于水平线旋转的角度θ1＝7°-8°。
13、所述第一背面振子臂11和第二背面振子臂12的缝隙结构尺寸均为：
14、l1＝0.80-0.85mm,l2＝1.45-1.50mm,l3＝1.95-2.00mm,l4＝1.70-1.75mm,l5＝2.45-2.50mm,l6＝2.15-2.20mm；h1＝6.45-6.50mm,h2＝2.95-3.00mm,h3＝11.00-11.50mm,h4＝15.00-15.50mm,h5＝6.95-7.00mm,h6＝2.00-2.05mm,h7＝2.50-2.55mm,h8＝5.25-5.30mm。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
16、1.超宽带。本专利技术通过设计的第一背面阵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，包括位于下方的地板(1)，其特征在于：所述地板(1)上方正交放置有第一介质基板(2)和第二介质基板(3)，第一介质基板(2)和第二介质基板(3)上均印刷有偶极子天线，第一介质基板(2)和第二介质基板(3)的上方设置有寄生引向环(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述偶极子天线包括印刷在第一介质基板(2)的第一偶极子天线和印刷在第二介质基板(3)的第二偶极子天线；其中，所述第一偶极子天线包括印刷在第一介质基板(2)正面靠近中部位置的第一馈电巴伦(5)和位于上方两端对称且水平线朝下旋转7-8度的两个第一正面矩形振子臂(7)，第二偶极子天线包括印刷在第二介质基板(3)正面靠近中部位置的第二馈电巴伦(6)和位于上方两端对称且水平线朝下旋转7-8度的两个第二正面矩形振子臂(8)，第一正面矩形振子臂(7)和第二正面矩形振子臂(8)的正上方均正交布设有第二金属通孔(10)，第一介质基板(2)的背面印刷有第一背面阵子臂(11)，第二介质基板(3)的背面印刷有第二背面振子臂(12)
3.根据权利要求2所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述第一背面阵子臂(11)包括位于第一介质基板(2)背面上方两端对称印刷的两个第一“L”形辐射片(13)和位于第一介质基板(2)背面下方的包含多个缝隙结构的第一粗振子臂(14)，第一粗振子臂(14)中间开设有贯通底部的第一“T”形匹配槽(15)，将第一粗振子臂(14)分为两个部分，位于第一“T”形匹配槽(15)左右两部分的第一粗振子臂(14)通过开设在第一介质基板(2)底部的第三金属通孔(16)相连接，所述第一“L”形辐射片(13)的两侧末端均加载有第一贴片电阻(17)，第一粗振子臂(14)的两侧末端均加载有第二贴片电阻(18)，第一正面矩形振子臂(7)和第一背面振子臂(11)通过位于第一介质基板(2)上部的第一金属通孔(9)相连接；
4.根据权利要求1或2所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述地板(1)包括水平放置的底层介质基板(25)和位于底层介质基板(25)下方的第一同轴接头(26)和第二同轴接头(27)；第二同轴接头(27)设在第一馈电巴伦(5)的正下方，第二同轴接头(27)的内芯与第一馈电巴伦(5)的底部相连接，第二同轴接头(27)的外皮与第一背面振子臂(11)的底部相连接；第一同轴接头(26)设在第二馈电巴伦(6)的正下方，第一同轴接头(26)的内芯与第二馈电巴伦(6)的底部相连接，第一同轴接头(26)的外皮与第二背面振子臂(12)的底部相连接，第一同轴接头(26)和第二同轴接头(27)分别给正交放置的第一偶极子天线和第二偶极子天线馈电。
5.根据权利要求1所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述寄生引向环(4)为正方形，包括位于天线最上端的引向金属环(28)和顶层介质基板(29)，其中引向金属环(28)嵌入在顶层介质基板(29)中，引向金属环(28)的边长为37.5-38mm,每条边的中间位置减去长为5.9-6mm的一小段，引向金属环(28)的宽度为0.9-1mm。
6.根据权利要求2所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述第二金属通孔(10)包括沿第一介质基板(2)和第二介质基板(3)的上边缘呈上下两排排列的多个圆柱形金属通孔，圆柱形金属通孔的半径为0.9-1.0mm，孔与孔的水平间距为5.9-6.0mm，上排与下排的圆柱形金属通孔的纵向间距为2.9-3.0mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述双极化印刷偶极子天线的横向尺寸为60mm*60mm，天线整体剖面高度为61.01mm-61.02mm。
8.根据权利要求2所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述第一馈电巴伦(5)与第二馈电巴伦(6)正交放置，第一馈电巴伦(5)与第二馈电巴伦(6)均由馈电微带线、耦合微带线和开路线组成，馈电微带线的宽度由下至上分三段依次减小。
9.根据权利要求2或3所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述第一正面矩形振子臂(7)和第二正面矩形振子臂(8)的长度L7＝36.5mm-37.5mm，宽度H9＝5.5mm-6.5mm，相比于水平线旋转的角度θ1＝7°-8°。
10.根据权利要求2或3所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述第一背面振子臂(11)和第...
【技术特征摘要】
1.一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，包括位于下方的地板(1)，其特征在于：所述地板(1)上方正交放置有第一介质基板(2)和第二介质基板(3)，第一介质基板(2)和第二介质基板(3)上均印刷有偶极子天线，第一介质基板(2)和第二介质基板(3)的上方设置有寄生引向环(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述偶极子天线包括印刷在第一介质基板(2)的第一偶极子天线和印刷在第二介质基板(3)的第二偶极子天线；其中，所述第一偶极子天线包括印刷在第一介质基板(2)正面靠近中部位置的第一馈电巴伦(5)和位于上方两端对称且水平线朝下旋转7-8度的两个第一正面矩形振子臂(7)，第二偶极子天线包括印刷在第二介质基板(3)正面靠近中部位置的第二馈电巴伦(6)和位于上方两端对称且水平线朝下旋转7-8度的两个第二正面矩形振子臂(8)，第一正面矩形振子臂(7)和第二正面矩形振子臂(8)的正上方均正交布设有第二金属通孔(10)，第一介质基板(2)的背面印刷有第一背面阵子臂(11)，第二介质基板(3)的背面印刷有第二背面振子臂(12)。
3.根据权利要求2所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述第一背面阵子臂(11)包括位于第一介质基板(2)背面上方两端对称印刷的两个第一“l”形辐射片(13)和位于第一介质基板(2)背面下方的包含多个缝隙结构的第一粗振子臂(14)，第一粗振子臂(14)中间开设有贯通底部的第一“t”形匹配槽(15)，将第一粗振子臂(14)分为两个部分，位于第一“t”形匹配槽(15)左右两部分的第一粗振子臂(14)通过开设在第一介质基板(2)底部的第三金属通孔(16)相连接，所述第一“l”形辐射片(13)的两侧末端均加载有第一贴片电阻(17)，第一粗振子臂(14)的两侧末端均加载有第二贴片电阻(18)，第一正面矩形振子臂(7)和第一背面振子臂(11)通过位于第一介质基板(2)上部的第一金属通孔(9)相连接；
4.根据权利要求1或2所述的一种基于缝隙结构的超宽带小型化印刷偶极子天线，其特征在于：所述地板(1)包括水平放置的底层介质基板(25)和位于底层介质基板(25)下方的第一同轴接头(26)和第二同轴接头(27)；第二同轴接头(27)设在第一馈电巴伦(5)的正下方，第二同轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟会清，李鑫鑫，雷瑶旭，牛鲁杰，张欢，白杰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学杭州研究院，
类型：发明
国别省市：
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