CN106207477B - 低耦合微带天线 - Google Patents

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    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Abstract

本发明涉及一种天线，具体涉及一种低耦合微带天线，包括第一金属贴片、第二金属贴片、第三金属贴片、第一绝缘基板、第二绝缘基板、第一微带馈线、第二微带馈线和金属地板，所述第一金属贴片和第一微带馈线为一组，所述第二金属贴片和第二微带馈线为一组，两组相对夹设于第一绝缘基板和第二绝缘基板之间，其中，第一、二金属贴片之间的距离小于第一、二微带馈线之间的距离；所述第三金属贴片平行设于第一绝缘基板上，所述金属地板平行设于第二绝缘基板远离第一绝缘基板一侧表面，金属地板上刻有H型缝隙，所述第三金属贴片与H型缝隙两条平行缝隙之间的横向缝隙平行设置。本发明减小天线耦合，提高无线收发设备的信息传输质量。

Description

低耦合微带天线
技术领域
本发明涉及一种天线，具体涉及一种低耦合微带天线。
背景技术
由于无线通信的不断发展，携带式移动终端设备日趋小型化，对于无线收发装置，例如，移动电话、蓝牙设备或是笔记型计算机等等，天线都是其中的重要组件，因此，天线的质量对无线传输及接收发射质量，有着相当大的影响。
近年来，微带天线因其体积小，易与PCB板集成一体，不需机械结构或其它连接器，提高无线传输的可靠度，已广泛应用于民用、军事等无线设备中，微带天线已成为传输或接收发射数据及信息的重要装置。
对于单个微带天线，由于对小型化的高要求，其增益难以满足实际的需求，通常采用由多个微带天线构成的阵列天线来完成高的增益，同时，小型化势必导致阵列天线的多个天线之间距离减小，由此又产生天线之间的相互耦合问题，因为耦合会导致天线方向图畸变，天线性能及通信容量下降，尤其是大型天线阵。如何减小天线之间的耦合是无线收发设备急需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种低耦合微带天线，减小天线耦合，提高无线收发设备的信息传输质量。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述低耦合微带天线，包括第一金属贴片、第二金属贴片、第三金属贴片、第一绝缘基板、第二绝缘基板、第一微带馈线、第二微带馈线和金属地板，所述第一金属贴片和第一微带馈线为一组，所述第二金属贴片和第二微带馈线为一组，两组相对夹设于第一绝缘基板和第二绝缘基板之间，其中，第一、二金属贴片之间的距离小于第一、二微带馈线之间的距离；所述第三金属贴片平行设于第一绝缘基板远离第二绝缘基板一侧表面，所述金属地板平行设于第二绝缘基板远离第一绝缘基板一侧表面，金属地板上刻有H型缝隙，所述第三金属贴片与H型缝隙两条平行缝隙之间的横向缝隙平行设置。
本发明为金属地板添加H型缝隙，改变了金属地板上的电流方向，H型缝隙相比一条直线缝隙等效延长了缝隙的长度，也等效延长了金属地板上电流的长度，因此等效为延长了第一、二金属贴片之间的间隔，因而抑制耦合。同时利用第三金属贴片作为寄生辐射单元减小了第一、二金属贴片之间的表面波，由此增强了天线减小耦合的能力。第三金属贴片与H型缝隙构成的结构等效一个电感与电容并联电路，这个并联电路就是一个带阻滤波器电路，电感取决于第三金属贴片的大小、电容取决于H型缝隙大小、第三金属贴片的面积、介质的介电常数和介质厚度，当阻带中心与第一、二金属贴片工作频率重合时，抑制第一、二金属贴片之间的耦合。本发明的优势在于在第一、二金属贴片之间合理设计了一个带阻滤波器，用于减小互耦，加工制造简单，便于与印制电路板集成，抑制耦合效果明显，适用于无线收发设备，可显著提高信息传输质量。
其中，优选方案为：
所述第三金属贴片为矩形贴片，其长度设为26mm，宽度设为4mm；所述第一金属贴片和第二金属贴片为形状相同的矩形贴片，第一金属贴片长度设为21mm，宽度设为14mm；第二金属贴片长度设为21mm，宽度设为14mm；所述第一、二微带馈线尺寸相同，长度设为12mm，宽度设为3mm。
所述第一绝缘基板和第二绝缘基板的介电常数分别为2.2和2.55，其中，第一绝缘基板厚度为1.1mm，第二绝缘基板厚度为1.56mm。
所述H型缝隙的两条平行缝隙长度小于另一条缝隙长度，另一条缝隙垂直于第一、二微带馈线设置，比一条缝隙，H型缝隙延长了缝隙的长度，也即延长了金属地板上的电流路径，因此等效延长了天线之间的间隔，同时H型缝隙与第三金属贴片在第一、二金属贴片之间形成了一个带阻滤波器，阻止第一、二金属贴片之间的耦合，H型缝隙结构对称且简单，便于加工。
所述第一、二、三金属贴片采用铜片，所述第一、二微带馈线采用铜条，所述金属地板采用铜层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明为一种双层绝缘基板的阵列天线，为金属地板添加了H型缝隙，改变了金属地板上的电流方向，延长了电流的流动路径，改善了近场及远场耦合，同时利用第三金属贴片作为寄生辐射单元减小了第一、二金属贴片之间的表面波，由此增强了天线减小耦合的能力，用于无线收发设备，可显著提高信息传输质量。
附图说明
图1是实施例1立体图。
图2是实施例1俯视图。
图3是第三金属贴片位置图。
图4是第一、二金属贴片与第一、二微带馈线位置图。
图5是金属地板结构图。
图中：1、第一金属贴片；2、第二金属贴片；3、第三金属贴片；4、第一绝缘基板；5、第二绝缘基板；6、第一微带馈线；7、第二微带馈线；8、金属地板；9、H型缝隙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1-5所示，本发明所述低耦合微带天线，包括第一金属贴片1、第二金属贴片2、第三金属贴片3、第一绝缘基板4、第二绝缘基板5、第一微带馈线6、第二微带馈线7和金属地板8，所述第一金属贴片1和第一微带馈线6为一组，所述第二金属贴片2和第二微带馈线7为一组，两组相对夹设于第一绝缘基板4和第二绝缘基板5之间，其中，第一、二金属贴片之间的距离小于第一、二微带馈线之间的距离；所述第三金属贴片3平行设于第一绝缘基板4远离第二绝缘基板5一侧表面，所述金属地板8平行设于第二绝缘基板5远离第一绝缘基板4一侧表面，金属地板8上刻有H型缝隙9，所述第三金属贴片3与H型缝隙9两条平行缝隙之间的横向缝隙平行设置。
其中，第三金属贴片3为矩形贴片，其长度设为26mm，宽度设为4mm；所述第一金属贴片1和第二金属贴片2也设为矩形贴片，第一金属贴片1长度设为21mm，宽度设为14mm；第二金属贴片2长度设为21mm，宽度设为14mm；所述第一微带馈线6长度设为12mm，宽度设为3mm；所述第二微带馈线7的长度设为12mm，宽度设为3mm；第一绝缘基板4和第二绝缘基板5的介电常数分别为2.2和2.55，其中，第一绝缘基板4厚度为1.1mm，第二绝缘基板5厚度为1.56mm；H型缝隙9的两条平行缝隙长度小于另一条缝隙长度，另一条缝隙垂直于第一、二微带馈线设置，H型缝隙9的两条平行缝隙长度1mm，宽度6mm，H型缝隙9两条平行缝隙之间的横向缝隙长度55mm，宽度1mm,前述各部件的长度方向和宽度方向均一致，长度方向与H型缝隙9的横向缝隙长边同向，即图1-5中箭头所指方向，宽度方向与H型缝隙9的两条平行缝隙长边同向，H型缝隙9相比一条缝隙延长了缝隙的长度，也即延长了金属地板8上的电流路径，因此等效延长了第一、二金属贴片之间的间隔，同时H型缝隙9与第三金属贴片3在第一、二金属贴片之间形成了一个带阻滤波器，阻止第一、二金属贴片之间的耦合；第一、二、三金属贴片采用铜片，所述第一、二微带馈线采用铜条，所述金属地板8采用铜层。
本发明为金属地板8添加H型缝隙9，改变了金属地板8上的电流方向，H型缝隙9相比一条直线缝隙等效延长了缝隙的长度，也等效延长了金属地板8上电流的长度，因此等效为延长了第一、二金属贴片之间的间隔，因而抑制耦合，同时利用第三金属贴片3作为寄生辐射单元减小了第一、二金属贴片之间的表面波，由此增强了天线减小耦合的能力。第三金属贴片3与H型缝隙9构成的结构等效一个电感与电容并联电路，这个并联电路就是一个带阻滤波器电路，电感取决于第三金属贴片3的大小，电容取决于H型缝隙9大小、第三金属贴片3的面积、介质的介电常数和介质厚度，当阻带中心与第一、二金属贴片工作频率重合时，抑制第一、二金属贴片之间的耦合。本发明的优势在于在第一、二金属贴片之间合理设计了一个带阻滤波器，用于减小互耦，加工制造简单，便于与印制电路板集成，抑制耦合效果明显，适用于无线收发设备，可显著提高信息传输质量。

Claims (6)

1.一种低耦合微带天线，其特征在于，包括第一金属贴片(1)、第二金属贴片(2)、第三金属贴片(3)、第一绝缘基板(4)、第二绝缘基板(5)、第一微带馈线(6)、第二微带馈线(7)和金属地板(8)，所述第一金属贴片(1)和第一微带馈线(6)为一组，所述第二金属贴片(2)和第二微带馈线(7)为一组，两组相对夹设于第一绝缘基板(4)和第二绝缘基板(5)之间，其中，第一、二金属贴片之间的距离小于第一、二微带馈线之间的距离；所述第三金属贴片(3)平行设于第一绝缘基板(4)远离第二绝缘基板(5)一侧表面，所述金属地板(8)平行设于第二绝缘基板(5)远离第一绝缘基板(4)一侧表面，金属地板(8)上刻有H型缝隙(9)，所述第三金属贴片(3)与H型缝隙(9)两条平行缝隙之间的横向缝隙平行设置，第三金属贴片(3)和H型缝隙(9)在第一金属贴片(1)、第二金属贴片(2)的中间位置。
2.根据权利要求1所述的低耦合微带天线，其特征在于，所述第三金属贴片(3)为矩形贴片。
3.根据权利要求1所述的低耦合微带天线，其特征在于，所述第一金属贴片(1)和第二金属贴片(2)为形状相同的矩形贴片。
4.根据权利要求1所述的低耦合微带天线，其特征在于，所述第一绝缘基板(4)和第二绝缘基板(5)的介电常数分别为2.2和2.55，其中，第一绝缘基板(4)厚度为1.1mm，第二绝缘基板(5)厚度为1.56mm。
5.根据权利要求1所述的低耦合微带天线，其特征在于，所述H型缝隙(9)的两条平行缝隙长度小于横向缝隙长度，横向缝隙垂直于第一、二微带馈线设置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的低耦合微带天线，其特征在于，所述第一、二、三金属贴片采用铜片，所述第一、二微带馈线采用铜条，所述金属地板(8)采用铜层。
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