本发明专利技术公开了一种多层宽频微带天线，它包括上层介质基板、中间层介质基板、下层介质基板、上层低介电常数绝缘介质层、下层低介电常数绝缘介质层、反射板和馈电探针。其中上层介质基板下表面和中间层介质基板上表面附有金属铜贴片矩形辐射器，辐射器分别具有大小不同的U型缝隙结构。由于本发明专利技术特殊的双层倒置U型缝隙耦合馈电方式，可使天线的E面或H面方向图对称性更好，保证天线在更多方向上性能更加一致，无论作为探测还是通信天线更有现实意义。而EBG结构的反射板在指定的频率相对传统金属反射板可更好的抑制后向辐射，提升天线的指向性，进一步提高天线增益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种双导线微波传输线的辐射终端，特别涉及一种多层宽频微带天线。
技术介绍
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用无线技术，替代传统有线局域网的所有功能，使局域网的组网和使用更加灵活、便利。IEEE802. 11是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制 (MAC)协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。 该标准下有多个协议组，其中IEEE802. 11a、IEEE802. lln、IEEE802. Ilp等多个扩展协议可工作在5GHz-6GHz的频段上。随着无线局域网与无线宽带接入设备的普及，越来越多的无线通信终端或电子产品已经不能缺少无线局域网技术的参与，这同时也对无线局域网设备(或模块)提出了小型化、高性能等多方面的要求。作为无线辐射终端，天线的尺寸和性能很大程度上决定了通信设备的小型化和通信性能。目前广泛应用的各种天线中，微带天线有体积小重量轻适合与载体共形等特点，但传统微带天线有着阻抗带宽相对较窄的缺点。随着近、现代微带天线结构、设计方法上的创新，利用缝隙耦合技术、叠层技术等手段可以有效的提升天线的阻抗带宽。但利用缝隙耦合技术、叠层技术势必改变天线原有的辐射结构，激起表面波等干扰因素，使方向图上产生后瓣、旁瓣，带来天线方向图性能的下降，影响微带天线在一些强指向性场景中的应用。所以对天线方向图的优化设计就显得十分必要。电磁带隙(Elec tromagnetic Bandgap, EBG)结构是近年来研究的热点之一。由于其形成的频率带隙能有效抑制天线的表面波，提高辐射效率，被广泛地应用于微带天线的设计中。决定天线性能的参数指标主要有工作带宽(Working bandwidth)、辐射方向图 (Radiation Pattern)、回波损耗(Return Loss)和天线增益(Antenna Gain)。天线方向图决定了天线的发射接收性能，特定应用场景的天线应具有方向指向性好的特点，所以抑制方向图后瓣和旁瓣是指向性天线一个重要的技术特点。EBG结构反射板可以很好的抑制天线方向图后瓣，改善方向图特性。此外，对于后瓣和旁瓣的抑制也可以提升主辐射方向上的增益，有效提高天线的有效辐射，抑制干扰。本专利技术中所述的EBG结构为平面结构，利用PCB工艺很容易得到周期EBG结构，制作EBG反射板。对于目前已有的EBG结构，例如2009100366M. 9的专利申请专利技术方案所涉及的EBG结构，实施本专利技术所述的EBG结构可采用更简捷、更普遍的工艺流程，从而有效的降低天线成本，提高性能稳定度，缩短产品周期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种易于实现、加工生产成本低、工作频带宽、增益高、方向图指向性好、可以使用在无线局域网通信设备、卫星与地面通信、探测等领域的且兼容性好的多用途多层宽频微带天线。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是本专利技术是一种多层宽频微带天线，它包括上层介质基板、中间层介质基板、下层介质基板、上层低介电常数绝缘介质层、下层低介电常数绝缘介质层和馈电探针；所述的上层介质基板的下表面附有作为辐射器的上层矩形金属贴片，该上层矩形金属贴片开设有U型槽； 中间层介质基板上表面同样附有作为耦合器的中间矩形金属贴片，中间矩形金属贴片开设有U型槽；所述的中间层介质基板下表面整体附有金属接地层，在金属接地层中心设有小圆孔；在上层介质基板与中间层介质基板之间夹有上层低介电常数绝缘介质层；紧贴着中间层介质基板下表面为下层介质基板，下层介质基板的下表面为天线的馈电结构；金属探针垂直贯穿中间层介质基板、下层介质基板且位于中间层介质基板、下层介质基板中心位置，其长度等于两基板厚度和，其直径略小于金属接地层中心小圆孔，馈电探针与中间层介质基板上表面中间矩形金属贴片和下层介质基板下表面的馈电微带线分别焊接，形成馈电辐射通路；在下层介质基板下表面紧贴下层低介电常数绝缘介质层，下层低介电常数绝缘介质层的下层为反射板；所述的反射板为带有EBG结构的反射板；所述的上层介质基板下表面的上层矩形金属贴片上的U型槽与中间层介质基板上表面中间矩形金属贴片上的U型槽槽口相对，为缝隙耦合方式。所述的附在最上层介质基板下表面的上层矩形金属贴片上的U型槽由两条垂直矩形开槽和一条水平矩形开槽拼接而成，其拼接形状类似英文大写字母“U”;所述的中间层介质基板上表面中间矩形金属贴片上的U型槽由两条垂直矩形开槽和一条水平矩形开槽拼接而成，其尺寸小于上层矩形金属贴片上的U型槽。所述的带有EBG结构的反射板上有序的周期性排列着EBG孔，其中单个EBG孔由 15个固定排列、尺寸一致的矩形孔构成，EBG孔与EBG孔之间在横向和纵向上有着固定间隔，且EBG孔尺寸和EBG孔间隔应使EBG结构周期为四分之一至四分之三的截止波长。本专利技术所有金属贴片辐射器、EBG反射板、接地板、微带馈线及其基板均采用印制电路板工艺实现。介质基板可采用微波介质板或PCB板材实现，低介电常数绝缘介质层可用悬空的方法(空气层)或用泡沫或其他电性能相似材料实现。基板与低介电常数绝缘介质层的粘合可采用低介电常数粘胶溶剂，或外部紧固形式。采用上述方案后，由于本专利技术特殊的双层倒置U型缝隙耦合馈电方式，可使天线的E面或H面方向图对称性更好，保证天线在更多方向上性能更加一致，无论作为探测还是通信天线更有现实意义。而EBG结构的反射板在指定的频率相对传统金属反射板可更好的抑制后向辐射，提升天线的指向性，进一步提高天线增益。本专利技术特殊的EBG反射板平面结构也为加工制作EBG结构天线反射板提供了方便。本专利技术兼容IEEE802. 11标准下多种无线局域网协议，可作为其协议标准的无线设备收发天线使用；本专利技术工作频带位于卫星通信频段，也可作为卫星或地面通信天线或探测天线使用。应用本专利技术可以有效的提高微带天线带宽，大幅改善天线方向图特性，使天线指向性更强，增益更高，满足通信、探测、测速、测距、成像等应用。本专利技术实施简单，加工容易，工艺复杂度低，可有效降低生产成本，其应用范围较广。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1是本专利技术一种实施方式的轴测图； 图2是本专利技术一种实施方式的侧视图3是本专利技术一种实施方式上层介质基板的俯视图4是本专利技术一种实施方式中间层介质基板的俯视图5是本专利技术一种实施方式金属接地层的俯视图6是本专利技术一种实施方式下层介质基板下表面的仰视图7是本专利技术一种实施方式金属反射板的俯视图8是本专利技术一种实施方式驻波比的测量数据图9是本专利技术一种实施方式天线E面H面方向图(工作频率5. 55GHz)。具体实施例方式如图1、图2所示，本专利技术是一种多层宽频微带天线，它包括上层介质基板1、中间层介质基板2、下层介质基板3、上层低介电常数绝缘介质层4、下层低介电常数绝缘介质层 5、馈电探针6、上层矩形金属贴片7、中间矩形金属贴片8、金属接地层9、反射板10。所述的上层介质基板1的下表面附有作为辐射器的上层矩形金属贴片7，该上层矩形金属贴片7开设有U型槽71 (如图3所示)。中间层介质基板2上表面同样附有作为耦合器的中间矩形金属贴片8，中间矩形金属贴片8开设有U型槽81 (如图4所示)，其尺寸与上层矩形金属贴片7不同；所述的中间本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多层宽频微带天线，它包括上层介质基板、中间层介质基板、下层介质基板、上层低介电常数绝缘介质层、下层低介电常数绝缘介质层和馈电探针；所述的上层介质基板的下表面附有作为辐射器的上层矩形金属贴片，该上层矩形金属贴片开设有Ｕ型槽；中间层介质基板上表面同样附有作为耦合器的中间矩形金属贴片，中间矩形金属贴片开设有Ｕ型槽；所述的中间层介质基板下表面整体附有金属接地层，在金属接地层中心设有小圆孔；在上层介质基板与中间层介质基板之间夹有上层低介电常数绝缘介质层；紧贴着中间层介质基板下表面为下层介质基板，下层介质基板的下表面为天线的馈电结构；金属探针垂直贯穿中间层介质基板、下层介质基板且位于中间层介质基板、下层介质基板中心位置，其长度等于两基板厚度和，其直径略小于金属接地层中心小圆孔，馈电探针与中间层介质基板上表面中间矩形金属贴片和下层介质基板下表面的馈电微带线分别焊接，形成馈电辐射通路；在下层介质基板下表面紧贴下层低介电常数绝缘介质层，下层低介电常数绝缘介质层的下层为反射板；其特征在于：所述的反射板为带有ＥＢＧ结构的反射板；所述的上层介质基板下表面的上层矩形金属贴片上的Ｕ型槽与中间层介质基板上表面中间矩形金属贴片上的Ｕ型槽槽口相对，为缝隙耦合方式。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彭，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：92
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