CN108808261A - 一种具有正反射相位梯度的小型化部分反射表面 - Google Patents

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孟凡计
王玉文
李泽坤
李晗静
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures

Abstract

本发明公开了一种具有正反射相位梯度的小型化部分反射表面，属于无线通信领域。该部分反射表面包括介质基板，设置于介质基板正面的金属方环贴片，设置于介质基板背面的方形金属贴片，所述方形金属贴片内设置有一方环形槽。本发明能够作为FP谐振腔天线的覆盖层，不但能够实现较宽的天线工作频段，并且能够保证在整个工作频段内具有较高的增益，在9GHz‐11GHz内具有正反射相位梯度，10GHz处的反射系数的幅度为0.55。此外本发明的单元结构尺寸较小，有利于小型化的天线设计。

Description

一种具有正反射相位梯度的小型化部分反射表面
技术领域
本发明属于无线通信领域，特别涉及一种具有正反射相位梯度的小型化部分反射表面。
背景技术
传统的高增益天线可以通过使用反射面、介质棱镜、波导喇叭以及微带天线阵列来获得。近十年里，电磁带隙结构(Electromagnetic Band-Gap,EBG)在抑制电磁波方面的应用引起了学者的广泛关注，其中一个重要的应用是高增益的法布里‐珀罗(Fabry‐Perot，FP)谐振腔天线，也就是常说的EBG谐振腔天线，一个传统的FP谐振腔天线，用EBG结构作为部分反射表面，放置于距离接地平面一定距离的上方，在部分反射表面与接地面之间形成空气腔，通过单个天线或天线阵列馈电，然而这种EBG谐振腔天线是一种典型的窄带谐振腔天线，带宽较窄。此外也可以通过使用高阻抗表面和单层的频率选择表面分别作为接地平面和部分反射表面来提高谐振腔天线的增益。上述两种方法都能够用于提高谐振腔天线的增益，但是所能实现的天线工作频带都比较窄。
论文“Wideband Fabry‐Perot Resonator Antenna With Two ComplementaryFSS Layers”中，使用频率选择表面作为谐振腔天线的部分反射表面，在工作频段9GHz‐11GHz内具有正反射相位梯度，10GHz处的反射系数的幅度为0.55。本发明所采用的介质基板同样选用厚度为0.787mm的Rogers5880，相比上述论文中提出的结构，本发明拥有同样的反射系数幅度以及正反射系数梯度频段范围，但是本发明具有更小的结构尺寸，具有小型化优势，有利于谐振腔天线的小型化设计。
发明内容
针对背景技术中存在的不足，本发明设计了一种部分反射表面，不但具有较宽的正反射相位梯度频段范围，能够实现宽频带的FP谐振腔天线的设计，并且在整个宽频段内能够保证天线具有较高的增益，同时还具有小型化的结构特点。
本发明提出的具有正反射相位梯度的小型化部分反射表面，包括介质基板，设置于介质基板正面的金属方环贴片，设置于介质基板背面的方形金属贴片，所述方形金属贴片内设置有一方环形槽。
本发明能够作为FP谐振腔天线的覆盖层，不但能够实现较宽的天线工作频段，并且能够保证在整个工作频段内具有较高的增益，在9GHz‐11GHz内具有正反射相位梯度，10GHz处的反射系数的幅度为0.55。此外本发明的单元结构尺寸较小，有利于小型化的天线设计。
附图说明
图1为本发明部分反射表面的主视图；
图2为本发明部分反射表面的侧视图；
图3为本发明部分反射表面的背面图；
图4为本发明部分反射表面的反射系数的幅度图；
图5为本发明部分反射表面的反射系数的相位图。
附图标号说明：1.介质基板；2.金属方环贴片；3.方形金属贴片；4.方环形槽。
具体实施方式
如图1、2、3为本发明的结构图，整个结构中心对称。包括介质基板1，置于介质基板1正面的金属方环贴片2，置于介质基板1背面的方形金属贴片3以及方形金属贴片3内部设置的方环形槽4。其中方环形槽4与方形金属贴片3中心位置重叠。具体尺寸：W＝6mm、a＝5.24mm、b＝3.14mm、h＝0.787mm、c＝6mm、d＝4.78mm、e＝3.6mm。
图4为本发明部分反射表面的反射系数的幅度图，在10GHz频率出的反射系数幅度为0.55左右。
图5为本发明部分反射表面的反射系数的相位图，在9GHz‐11GHz内具有正反射相位梯度。
本发明与背景技术中所述论文提出的部分反射表面拥有同样的反射系数幅度以及正反射系数梯度频段范围，但是本发明具有更小的结构尺寸，具有小型化优势。
本发明部分反射表面，具有较宽的正反射相位梯度频段范围，能够用于宽频段的FP谐振腔天线的设计，同时该部分反射表面具有小型化优点，有利于天线的小型化设计。

Claims (1)

1.一种具有正反射相位梯度的小型化部分反射表面，其特征在于：包括介质基板，设置于介质基板正面的金属方环贴片，设置于介质基板背面的方形金属贴片，所述方形金属贴片内设置有一方环形槽。
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