CN102097685A - 基于法布里谐振腔原理的平行板天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：它包括两块相互平行的金属板，连接于该两块金属板之间的反射板，以及设于该反射板上的至少一根馈电探针，所述的反射板与两块金属板构成半开放的法布里谐振腔，所述的馈电探针设于该法布里谐振腔中。本发明具有馈电方便、结构简单、频率控制简易、且容差要求低，适合批量生产等优点，实测数据表明本发明的平行板天线可以工作到极高乃至毫米波频段。

Description

基于法布里谐振腔原理的平行板天线

[技术领域]

本发明属于移动通信基站和终端天线领域，具体涉及一种频率可简易控制并可工作在极高频段的单极化天线。

[技术背景]

现代无线通讯的迅猛发展，使得频谱资源越来越拥挤，开发更高频段乃至毫米波频段的无线通讯系统及收发天线，已迫在眉睫。目前天线技术非常多样，缝隙天线、微带天线、介质谐振器天线、透镜天线等都能工作到毫米波频段。这些毫米波天线一个共同特点是尺寸普遍很小且对加工精度要求很高，由于加工容差要求极小使得天线谐振频率很不好控制。

David M.Pozar在《Microwave Engineering》一书中提出两块平行金属板可构成一种法布里谐振器，该谐振器拥有极高的Q值，并可工作在毫米波和亚毫米波等极高的频段。本发明正是利用法布里谐振腔原理提出一种结构简单、馈电容易的平行板天线，天线谐振频率可简单地由平行板间距控制，天线工作在毫米波频段时尺寸仍较大，大大降低加工容差的要求，有利于批量规模化生产。

[发明内容]

本发明的目的是解决较高频段的天线尺寸过小、加工容差要求高的缺点，提出一种结构简单、馈电容易且对加工精度要求偏低适合批量规模生产的毫米波天线。

本发明是这样实现的：

一种基于法布里谐振腔原理的平行板天线，它包括两块相互平行的金属板，连接于该两块金属板之间的反射板，以及设于该反射板上的至少一根馈电探针，所述的反射板与两块金属板构成半开放的法布里谐振腔，所述的馈电探针设于该法布里谐振腔中。

两块平行放置的金属板可构成法布里谐振器，本发明的技术方案利用镜象原理，引入反射板并进一步缩小平行金属板的尺寸，在平行金属板中间引入馈电探针构成法布里腔平行板天线，天线谐振频率可简单由平行板间距控制。本技术方案提出的平行板天线具有馈电方便、结构简单、频率控制简易、且容差要求低，适合批量生产等有益效果，实测数据表明本发明的平行板天线可以工作到极高乃至毫米波频段。

作为上述技术方案的改良，本发明的进一步技术方案如下：

进一步，上述的反射板垂直于所述的两块相互平行的金属板设置。

进一步，上述的金属板外形为矩形。

进一步，上述金属板的长度是3.376λ，宽度是1.688λ。

进一步，上述反射板外形为矩形，其长度是3.376λ，宽度是1.384λ。

进一步，上述平行金属板的间距为0.523λ。

进一步，上述的馈电探针为L型。

进一步，上述L型馈电探针水平长度是0.422λ，垂直长度是0.591λ。

进一步，上述馈电探针是螺旋、微带或者介质谐振器。

进一步，上述馈电探针尾部与反射板连接区域，连接有SMA接头。

上述技术方案是金属板外形为矩形，且两块平行金属板外形相同的情况，但并不以此为限，本发明的两块平行金属板外形可以不相同，且可以是不规则的多边形等其他形状。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2为本发明在Y方向的侧视图；

图3为本发明在X方向的侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的实物天线测试和仿真对比图；

图6为本发明中天线平行板间距大小改变对应的仿真反射系数图。

[具体实施方式]

以下结合附图和具体实施案例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明技术方案的限定。

如图1、图2、图3及图4所示，本实施例提出的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，由两块平行的矩形金属板构成，分别标识为第一金属板1和第二金属板2，金属板的长度L＝40mm＝3.376λ，宽度H＝20mm＝1.688λ，两块平行金属板的间距d＝6.2mm＝0.523λ。

如图2所示，平行板天线馈源的L型探针4放置在第一金属板板1及第二金属板2之间，其水平长度Lh＝5mm＝0.422λ，垂直长度Lv＝7mm＝0.591λ。

如图4所示，所述第一金属板1及第二金属板2连接到一块矩形的反射板3上，反射板3的长度L＝40mm＝3.376λ，宽度G＝16.4mm＝1.384λ。

如图1、图2、图3及图4所示，L型馈电探针4的尾部连到SMA接头5上，SMA接头5和反射板3相连。

图5为本发明的实物天线测试和仿真对比图，天线的实测反射系数和仿真数值非常接近，表明本发明的天线即使工作在毫米波频段，对制造公差要求也不是很高。

图6为本发明中第一金属板1和第二金属板2的间距大小改变，所对应的仿真反射系数。图5表明本发明提出的平行板天线谐振频率直接由平行板间距决定，间距越大频率越低，谐振频率f≈0.523c/d，其中c为空气中的光速。

本实施例的技术方案利用镜象原理，引入反射板并进一步缩小平行金属板的尺寸，在平行金属板中间引入馈电探针构成法布里腔平行板天线，天线谐振频率可简单由平行板间距控制。本技术方案提出的平行板天线具有馈电方便、结构简单、频率控制简易、且容差要求低，适合批量生产等有益效果，实测数据表明本发明的平行板天线可以工作到极高乃至毫米波频段。

需要特别说明的是：如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明结构、装置等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：它包括两块相互平行的金属板，连接于该两块金属板之间的反射板，以及设于该反射板上的至少一根馈电探针，所述的反射板与两块金属板构成半开放的法布里谐振腔，所述的馈电探针设于该法布里谐振腔中。

2.根据权利要求1所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述的反射板垂直于所述的两块相互平行的金属板设置。

3.根据权利要求1所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述的金属板外形为矩形。

4.根据权利要求3所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述金属板的长度是3.376λ，宽度是1.688λ。

5.根据权利要求2所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述反射板外形为矩形，其长度是3.376λ，宽度是1.384λ。

6.根据权利要求1所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述平行金属板的间距为0.523λ。

7.根据权利要求1所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述的馈电探针为L型。

8.根据权利要求7所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述L型馈电探针的水平长度是0.422λ，垂直长度是0.591λ。

9.根据权利要求7所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述馈电探针是螺旋、微带或者介质谐振器。

10.根据权利要求1-8任一项所述的基于法布里谐振腔原理的平行板天线，其特征在于：所述馈电探针尾部与反射板连接区域，连接有SMA接头。

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