CN110233338A - 缝隙耦合接地的小型化微带天线 - Google Patents

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江平
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors

Abstract

本公开涉及一种通过缝隙耦合接地的小型化微带天线，解决短路销钉寄生电感对微带贴片接地造成的不良影响。本缝隙耦合接地的小型化微带天线，包括天线底座，馈电同轴线，微带贴片，介质基片和短路销钉，天线的微带贴片制作在介质基片上，微带贴片辐射边中心直接与馈电同轴线内导体相连；所述微带天线还包括缝隙，短路销钉与微带贴片通过缝隙耦合相连。通过引入缝隙耦合接地的结构，改善微带贴片经短路销钉的接地性能，提高天线增益，并且结构简单，易于加工，降低了成本。

Description

缝隙耦合接地的小型化微带天线
技术领域
本发明属于电子技术领域，具体涉及一种微带小型化天线及其组成的阵列天线。
背景技术
微带天线可等效为一个谐振腔，在其谐振频率附近即工作频段内有较高的值。贴片形状是多种多样的，包括规则的矩形或圆形。实际应用中由于某些特殊的性能要求和安装条件的限制，可能用到其他形状的微带贴片。微带天线以其结构简单、性能优异、可与机壳共形，易于大规模生产等特性，获得广泛应用。
为了使微带天线小型化，利用微带贴片中心线处电位为零的特性，引入短路面、或者短路销钉，可使微带贴片尺寸从λ/2减小为λ/4，贴电面积减小为原面积的1/4。
在有些应用情况下，微带贴片与“地板”之间的距离比较大，短路销钉也就比较长。从电磁场理论的角度来看，比较长的短路销钉已经不是一个纯粹的连线元件，更像一个电感元件，难以起到“短路”作用。
发明内容
本发明提供一种通过缝隙耦合接地的小型化微带天线，解决短路销钉寄生电感对微带贴片接地造成的不良影响。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种缝隙耦合接地的小型化微带天线，包括天线底座，馈电同轴线，微带贴片，介质基片和短路销钉，天线的微带贴片制作在介质基片上，微带贴片辐射边中心直接与馈电同轴线内导体相连；其特征在于，所述微带天线还包括缝隙，短路销钉与微带贴片通过缝隙耦合相连。
优选的，所述缝隙与短路销钉形成串联谐振。
优选的，所述短路销钉顶端与微带贴片之间的缝隙的厚度等于介质基片的厚度。
优选的，所述介质基片厚度为0.5mm，介电常数为2.25。
优选的，所述微带贴片的长宽比为2:1。
本发明的有益效果在于，通过引入缝隙耦合接地的结构，改善微带贴片经短路销钉的接地性能，提高天线增益，并且结构简单，易于加工，降低了成本。
附图说明
图1为本发明的缝隙耦合接地的小型化微带天线结构图；
图2为本发明的缝隙耦合接地的小型化微带天线在5.8GHZ的方向图；
图3为本发明的缝隙耦合接地的小型化微带天线在5.8GHZ附近频段的S11。
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。下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的缝隙耦合接地的小型化微带天线结构图。本发明的微带天线包括天线底座5，馈电同轴线3，微带贴片1，介质基片2和短路销钉4五部分。天线的微带贴片1制作在一个介质基片2上，介质基片2厚度为0.5mm，介电常数为2.25。本发明天线采用同轴线方式馈电，微带贴片1辐射边中心直接与馈电同轴线3内导体相连(焊接)，短路销钉4与微带贴片1通过缝隙耦合相连。短路销钉4与微带贴片1通过缝隙耦合相连的确切含义是短路销钉4与微带贴片1之间没有直接的电连接。把小型化微带天线中的短路销钉4通过缝隙与微带贴片1耦合起来，目的是实现理想的短路作用。当微带贴片1到地之间的距离较大时，短路销钉4比较长，难以实现理想短路作用，为此压缩短销钉4的尺寸，使短路销钉4的上顶面与微带贴片1之间有一个缝隙，这个缝隙是一个寄生的电容性元件，在工作频率附近，它与短路销钉4的电感形成串联谐振，从而使微带贴片1零电位点真正接地。调整短路销钉4的直径至天线反射系数S11小于-10dB(或按照更严苛的要求-15dB)，即可认为缝隙的寄生电容与短路销钉4的电感形成串联谐振。短路销钉4顶端与微带贴片1之间的缝隙等于介质基片2的厚度，微带贴片1的长宽比为2:1。
通过仿真得到本发明天线在5.8GHz频率附近的性能参数，如图2、图3所示，在5.8GHz频段附近，输入反射系数S11小于-20dB；在5.8GHz频点方向图很清晰，与传统微带贴片天线相比，本发明天线增益提高了将近3dB，在平行于微带贴片1方向上，无副瓣，适用于微带阵列天线，在雷达、遥感、遥测领域有广泛应用前景。

Claims (5)

1.一种缝隙耦合接地的小型化微带天线，包括天线底座(5)，馈电同轴线(3)，微带贴片(1)，介质基片(2)和短路销钉(4)，天线的微带贴片(1)制作在介质基片(2)上，微带贴片(1)辐射边中心直接与馈电同轴线(3)内导体相连；其特征在于，所述微带天线还包括缝隙，短路销钉(4)与微带贴片(1)通过缝隙耦合相连。
2.根据权利要求1所述的缝隙耦合接地的小型化微带天线，其特征在于，所述缝隙与短路销钉(4)形成串联谐振。
3.根据权利要求2所述的缝隙耦合接地的小型化微带天线，其特征在于，所述短路销钉(4)顶端与微带贴片(1)之间的缝隙的厚度等于介质基片(2)的厚度。
4.根据权利要求3所述的缝隙耦合接地的小型化微带天线，其特征在于，所述介质基片(2)厚度为0.5mm，介电常数为2.25。
5.根据权利要求1至4任一项所述的缝隙耦合接地的小型化微带天线，其特征在于，所述微带贴片(1)的长宽比为2:1。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5003318A (en) * 1986-11-24 1991-03-26 Mcdonnell Douglas Corporation Dual frequency microstrip patch antenna with capacitively coupled feed pins
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