CN102496779A - 小型化圆极化天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小型化圆极化天线，其包括天线基板，所述天线基板包括上表面的金属辐射片、下表面的金属接地板及位于所述金属辐射片和金属接地板之间的介质，所述金属辐射片和金属接地板相互平行，所述天线基板为三角形结构，所述金属辐射片为等腰三角形结构，所述等腰三角形的顶角成倒角形式。本发明将常规的微带天线的辐射片设计成尺寸较小的等腰三角形结构，这样的结构会降低金属辐射片的面积，在相同的接地板下，等同于增大了接地板的面积，从而增大了天线的增益，同时也降低了材料的成本。天线为圆极化天线，增益为6.8dBi左右，驻波比小于1.2，输入阻抗为50Ω，尺寸相对较小，性能稳定，制作简单，易批量加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种微带天线技术，尤其涉及一种小型化圆极化天线。
背景技术
天线作为一种接收和发射电磁波的设备，是无线通信和雷达系统中的一个关键部件。该小型化天线主要用于RFID阅读器的射频识别系统和一些圆极化的雷达天线中。通常，RFID电子标签都设计成线极化形式，这就需要圆极化的阅读器天线，圆极化天线的辐射电场是旋转的，这样就可以与任何方向的线极化天线进行通信，以配合标签天线的读写；同时由于雷达目标发射的电磁波也可能是各个方位角度的线极化的，故雷达的发射和接收天线也应该设计成圆极化形式。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种小型化圆极化天线，该天线的尺寸小、性能稳定、便于批量加工。
本发明是这样实现的：一种小型化圆极化天线，其包括天线基板，所述天线基板包括上表面的金属辐射片、下表面的金属接地板及位于所述金属辐射片和金属接地板之间的介质，所述金属辐射片和金属接地板相互平行，所述天线基板为三角形结构，所述金属辐射片为等腰三角形结构，所述等腰三角形的顶角成倒角形式。
进一步地，所述等腰三角形为等腰直角三角形。
进一步地，所述金属辐射片具有二等腰边，于每一等腰边处的倒角深度为该边长度的1%~40%。
进一步地，所述天线基板于靠近所述金属辐射片的三角形的底边处设置有连接所述金属辐射片且对地短路的一金属片。
进一步地，所述天线基板于靠近所述金属辐射片的三角形的底边处开设有连接所述金属辐射片且对地短路的一排金属化通孔。
进一步地，所述相邻二金属化通孔之间的距离小于所述天线的工作波长的1/8。
进一步地，所述天线的馈电位置位于由所述金属辐射片的三角形顶点垂直至所述金属辐射片底边的线段上。
进一步地，所述天线的馈电通过同轴线采用底馈方式，同轴线连接方式是将同轴线的外皮与所述金属接地板焊接，同轴线的芯线穿过一穿孔与所述金属辐射片焊接。
进一步地，所述介质是环氧玻璃布层压板。
进一步地，所述介质是空气介质，所述天线基板还包括设置在所述金属接地板上的用来支撑所述金属辐射片的塑料柱。
本发明将常规的微带天线的辐射片设计成尺寸较小的等腰三角形结构，这样的结构会降低金属辐射片的面积，在相同的接地板下，等同于增大了接地板的面积，从而增大了天线的增益，同时也降低了材料的成本。天线为圆极化天线，增益为6.8dBi左右，驻波比小于1.2，输入阻抗为50Ω，尺寸相对较小，性能稳定，制作简单，易批量加工。
附图说明
图1是本发明实施例提供的小型化圆极化天线的结构示意图。
图2是图1的小型化圆极化天线的俯视示意图。
图3是图1的小型化圆极化天线的仰视示意图。
图4是图2的小型化圆极化天线的圆圈处的放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供的小型化圆极化天线包括天线基板。该天线基板包括上表面的金属辐射片10、下表面的金属接地板20及位于所述金属辐射片和金属接地板之间的介质30。所述金属辐射片10和金属接地板20相互平行。所述介质30采用损耗小的介质材料或空气介质。由于板材选择太厚，还会有表面波的损耗，因此介质30不能太厚。
所述天线基板为三角形结构，所述金属辐射片10为三角形结构，所述金属辐射片10的三角形尺寸小于所述天线基板的三角形尺寸。
在本实施例中，所述金属辐射片10为等腰三角形结构，所述等腰三角形的顶角成倒角形式，保证圆极化的实现，达到约6.8dBi的增益。优选地，所述等腰三角形为等腰直角三角形。
所述金属辐射片10具有二等腰边11及一底边13。于每一等腰边11处的倒角深度为该边长度的1%~40%。
在本实施例中，所述天线基板于靠近所述金属辐射片10的三角形的底边13处开设有连接所述金属辐射片10且对地短路的一排金属化通孔40，该排金属化通孔40可等效为一短路面。在其他实施例中，所述天线基板于靠近所述金属辐射片10的三角形的底边13处设置有连接所述金属辐射片10且对地短路的一金属片（图未示），也就是说，实现对地短路可以用金属片代替一排金属化通孔40。在本实施例中，相邻二金属化通孔40之间的距离小于所述天线的工作波长的1/8。相邻金属化通孔40之间的距离可以相等也可以不等。
所述天线的馈电位置位于由所述金属辐射片10的三角形顶点D垂直至所述金属辐射片10的底边13的线段15上。
所述天线的馈电通过同轴线采用底馈方式，同轴线连接方式是将同轴线的外皮与所述金属接地板20焊接，同轴线的芯线穿过一穿孔50与所述金属辐射片10焊接。所述穿孔50为馈电端口，用以实现阻抗匹配。
所述介质30是环氧玻璃布层压板（FR4）或是空气介质。如果所述介质30为空气介质时，通过在所述金属接地板20上设置塑料柱来支撑金属辐射片10。
本发明将常规的微带天线的辐射片设计成尺寸较小的等腰三角形结构，这样的结构会降低金属辐射片的面积，在相同的接地板下，等同于增大了接地板的面积，从而增大了天线的增益，同时也降低了材料的成本。天线为圆极化天线，增益为6.8dBi左右，驻波比小于1.2，输入阻抗为50Ω，尺寸相对较小，性能稳定，制作简单，易批量加工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小型化圆极化天线，其包括天线基板，所述天线基板包括上表面的金属辐射片、下表面的金属接地板及位于所述金属辐射片和金属接地板之间的介质，所述金属辐射片和金属接地板相互平行，其特征在于：所述天线基板为三角形结构，所述金属辐射片为等腰三角形结构，所述等腰三角形的顶角成倒角形式。
2.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述等腰三角形为等腰直角三角形。
3.如权利要求1或2所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述金属辐射片具有二等腰边，于每一等腰边处的倒角深度为该边长度的1%~40%。
4.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述天线基板于靠近所述金属辐射片的三角形的底边处设置有连接所述金属辐射片且对地短路的一金属片。
5.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述天线基板于靠近所述金属辐射片的三角形的底边处开设有连接所述金属辐射片且对地短路的一排金属化通孔。
6.如权利要求5所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述相邻二金属化通孔之间的距离小于所述天线的工作波长的1/8。
7.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述天线的馈电位置位于由所述金属辐射片的三角形顶点垂直至所述金属辐射片底边的线段上。
8.如权利要求7所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述天线的馈电通过同轴线采用底馈方式，同轴线连接方式是将同轴线的外皮与所述金属接地板焊接，同轴线的芯线穿过一穿孔与所述金属辐射片焊接。
9.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述介质是环氧玻璃布层压板。
10.如权利要求1所述的小型化圆极化天线，其特征在于：所述介质是空气介质，所述天线基板还包括设置在所述金属接地板上的用来支撑所述金属辐射片的塑料柱。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113782988A (zh) * | 2021-08-22 | 2021-12-10 | 南京理工大学 | 用于产生多模态oam波束的紧凑型顺序旋转同心均匀圆阵列 |
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