CN111541041A - 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线 - Google Patents

一种具有稳定高增益的宽带贴片天线 Download PDF

Info

Publication number
CN111541041A
CN111541041A CN202010494149.5A CN202010494149A CN111541041A CN 111541041 A CN111541041 A CN 111541041A CN 202010494149 A CN202010494149 A CN 202010494149A CN 111541041 A CN111541041 A CN 111541041A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
metal sheet
antenna
patch
circuit component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010494149.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111541041B (zh
Inventor
洪凯东
张晓�
袁涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen University
Original Assignee
Shenzhen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen University filed Critical Shenzhen University
Priority to CN202010494149.5A priority Critical patent/CN111541041B/zh
Publication of CN111541041A publication Critical patent/CN111541041A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111541041B publication Critical patent/CN111541041B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/002—Protection against seismic waves, thermal radiation or other disturbances, e.g. nuclear explosion; Arrangements for improving the power handling capability of an antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有稳定高增益的宽带贴片天线，由金属地板、圆形的辐射贴片、差分馈电端口、第一短路组件、第二短路组件、第一金属片和第二金属片构成；辐射贴片的直径大于中心工作频率处的半个自由空间波长，在其第一直径位置上设置有第一缝隙、分居第一缝隙两侧的第二缝隙和第三缝隙；第一金属片和第二金属片位于金属地板与辐射贴片之间；差分馈电端口设置有用于向第一金属片馈电的第一馈电体、用于向第二金属片馈电的第二馈电体；金属地板通过第一短路组件、第二短路组件与辐射贴片连接；第一金属片与第二金属片之间、第一馈电体与第二馈电体之间、第一短路组件与第二短路组件之间，分别关于过第一直径的且与辐射贴片垂直的平面呈镜像分布。

Description

一种具有稳定高增益的宽带贴片天线
技术领域
本发明涉及贴片天线技术领域，尤其是指一种具有稳定高增益的宽带贴片天线。
背景技术
随着无线通信的快速发展，微带贴片天线因其具有剖面低、重量轻和成本低等优点被广泛应用于各种无线通信设备中。然而，传统的微带贴片天线存在以下问题：1、带宽窄，不适合于在带宽要求较大的环境下的应用；2、增益低，在中远距离的无线通信环境下的应用受到限制，通过组阵来提高天线的增益则会导致天线系统的馈电网络复杂度变高，效率降低；3、交叉极化差，严重影响天线的抗干扰性能。
近年来，天线设计者为提高贴片天线的增益做了大量的研究，各种高增益天线层出不穷。现有方案包括寄生辐射单元、部分反射表面、短路加载以及高阶模谐振技术。然而，在辐射贴片所在平面或者上方添加寄生辐射单元均会增大天线的体积，导致该类天线不能应用于紧凑的通信设备中；在天线上方约半个波长的位置覆盖部分反射表面(周期性结构或高介电常数基板)会显著增高天线的剖面，这会使得其很难应用于低剖面无线通信系统中；在贴片天线腔内电场较强的位置加载金属柱能够在不改变贴片物理尺寸的情况下提高天线的谐振频率，有效地增大贴片谐振时的电尺寸，但其所实现的增益却很有限，仅有11dBi左右。高阶模贴片天线天然具有更大的谐振尺寸，故能实现高增益的辐射。如文献“P.Juyal,et al.,IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.64,no.6,pp.2115-2126,2016.”中通过在TM13模圆形贴片天线上方寄生TM11模圆形贴片天线，两天线同时激励时，远场分量作矢量叠加，导致主瓣同相叠加而副瓣部分反相抵消，从而有效地抑制高阶模贴片天线的副瓣，实现了高达13.79dBi的高增益性能。再如文献“X.Zhang,et al.,IEEE Trans.AntennasPropag.,vol.66,no.4,pp.1704-1713,2018.”通过在工作于TM03模的矩形贴片天线的横向中心线上刻蚀矩形缝隙，贴片中间部分的反相电流被截断后紧紧地环绕在缝隙四周，几乎不参与辐射，这有效地抑制了贴片天线的副瓣水平，最终实现了高达13.3dBi的高增益辐射。但是，上述这些高阶模贴片天线均只有单个高阶模式在谐振工作，因此其阻抗带宽(S11<-10dB)非常窄，相对带宽仅有1％～2％左右，导致这类高阶模贴片天线很难应用于各种宽带无线通信系统中。
为了拓展高阶模贴片天线的带宽，文献“P.Squadrito,et al.,IEEETrans.Antennas Propag.,vol.66,no.6,pp.3166-3171,Jun.2018.”中提出通过同时激励圆形贴片天线TM11/TM13模和TM12/TM14模，多个高阶模式共同参与辐射，实现了6.46％的阻抗带宽和15dBi的带内最大增益，但是该天线的带内增益和波束宽度均很不稳定，降低了稳定的数据通信质量。再如文献“X.Zhang,et al.IEEE Access,vol.7,pp.49918–49927,2019”中提出基于缝隙加载抑制TM03模矩形贴片天线的副瓣实现高增益的基础上，引入两个额外的谐振器对贴片天线进行耦合馈电，谐振器在抑制TM03模附近的偶模的同时还引入了额外的两个非辐射谐振模式，有效拓展了天线的带宽，最终实现了6.2％的宽带性能和高达14dBi的辐射增益，且由于该天线在宽频带内只有TM03模辐射，所以能获得平稳的带内增益和相对一致的波束宽度。但是，引入馈电谐振器馈电会增加天线的馈电损耗以及增加天线结构的复杂度。除此之外，这两款高阶模宽带天线所能实现的相对带宽只有6％左右，限制了其在带宽要求较大的无线通信环境中的应用。
总而言之，设计一款新型的宽带高增益贴片天线显得极其重要，且所设计的宽带高增益天线还应具有低剖面、交叉极化低、平坦的带内增益以及稳定的波束宽度等特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：设计一种交叉极化低、工作频带宽、增益高且带内增益和波束宽度稳定的低剖面天线
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种具有稳定高增益的宽带贴片天线，由金属地板、圆形的辐射贴片、差分馈电端口、用于调节TM31模谐振频率的短路部件组和用于调节辐射贴片耦合强度的耦合金属片组构成；所述辐射贴片的直径大于中心工作频率处的半个自由空间波长，在其第一直径位置上设置有用于改变TM12模天线表面电流分布的第一缝隙、均用于改变TM31模天线表面电流分布的第二缝隙和第三缝隙；所述第二缝隙与第三缝隙分居所述第一缝隙两侧；所述耦合金属片组位于所述金属地板与所述辐射贴片之间；所述耦合金属片组由第一金属片和第二金属片构成；所述差分馈电端口设置有用于向第一金属片馈电的第一馈电体、用于向第二金属片馈电的第二馈电体；所述金属地板通过短路部件组与所述辐射贴片连接，所述短路部件组由第一短路组件和第二短路组件构成；所述第一金属片与第二金属片之间、所述第一馈电体与第二馈电体之间、所述第一短路组件与第二短路组件之间，分别关于过第一直径的且与辐射贴片垂直的平面呈镜像分布。
进一步地，所述具有稳定高增益的宽带贴片天线工作于TM12模时，天线表面电流为J1；工作于TM31时，天线表面电流为J2；所述短路部件组的加载位置处，J1>J2，且由所加载的短路部件组引起的TM12模谐振频率的变化量小于等于TM12模谐振频率的3％。
进一步地，所述第一缝隙的中心与辐射贴片中心重合，所述第二缝隙与所述第三缝隙关于辐射贴片中心对称。
进一步地，所述第一缝隙为矩形缝隙，所述矩形缝隙的长度大于其5倍宽度；所述第二缝隙的一端延伸至辐射贴片边沿。
进一步地，所述第一金属片和所述第二金属片均呈矩形或圆形；所述金属地板设置有第一小孔和第二小孔，所述第一馈电体穿过第一小孔与所述第一金属片的中心连接，所述第二馈电体穿过第二小孔与所述第二金属片的中心连接。
进一步地，所述辐射贴片的耦合强度通过调节耦合金属片组的尺寸以及耦合金属片组与金属地板之间的相对高度进行调节。
进一步地，所述金属地板呈圆形，且其直径大于所述辐射贴片的直径。
进一步地，所述第一短路组件由至少一个金属柱构成，所述第二短路组件由至少一个金属柱构成；第一金属柱与金属地板连接处、第二金属柱与金属地板连接处、第一小孔、第二小孔、金属地板圆心均位于金属地板的第二直径位置上；所述辐射贴片圆心落在金属地板上的投影与金属地板的圆心重合。
进一步地，所述第一馈电体与所述第二馈电体均为SMA接头的内导体，SMA接头的外导体与所述金属地板连接。
进一步地，所述第一金属片、所述第二金属片、所述金属地板与所述辐射贴片之间相互平行；所述第一金属片/所述第二金属片与金属地板/辐射贴片之间的介质为介质板或空气。
本发明的有益效果在于：贴片天线采用差分馈电方式、扁平层状结构，实现低剖面、低交叉极化性能。在辐射贴片的同一直径方向上刻蚀得到中间位置的第一缝隙、两端的第二缝隙和第三缝隙，中间位置的缝隙与两端的缝隙能够分别独立地控制天线在TM12、TM31两高阶模式下的电流分布和谐振频率，有效地抑制天线非轴向波束的辐射，极大地提高了天线的增益。通过加载短路部件组，适当地调节天线在两高阶模式下的谐振频率并使二者谐振频率的相互靠近，拓展了天线的工作带宽。由于所设计的天线在两高阶模式下的表面电流分布以及口径效率非常相似，故具有平坦的带内增益和稳定的带内波束宽度等良好性能。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线的立体结构示意图；
图2为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线的结构侧视图；
图3为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线的反射系数和辐射增益随频率变化的曲线图；
图4为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线的EH面辐射方向图的半功率波束宽度随频率变化的曲线图；
图5为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线在谐振频率为3.3GHz处的EH面主极化和交叉极化的辐射方向图；
图6为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线在谐振频率为3.5GHz处的EH面主极化和交叉极化的辐射方向图；
图7为本发明的具有稳定高增益的宽带贴片天线在谐振频率为3.7GHz处的EH面主极化和交叉极化的辐射方向图；
其中，1-金属地板，2-辐射贴片，3-第二缝隙，4-第一缝隙，5-第三缝隙，6-第一短路组件，7-第二短路组件，8-第一金属片，9-第二金属片，10-第一馈电体，11-第二馈电体。
具体实施方式
本发明最关键的构思在于：通过在辐射贴片上开设多个缝隙，并且使缝隙分别控制天线在TM31和TM12两高阶模式下的电流分布和谐振频率，抑制天线非轴向波束的辐射，达到提高天线增益的目的；通过加载短路部件组调节天线在两高阶模式下的谐振频率并使二者谐振频率相互靠近，拓展天线的工作带宽。
为了进一步论述本发明构思的可行性，根据本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果的具体实施方式并配合附图详予说明。
实施例
请参阅图1以及图2，一种具有稳定高增益的宽带贴片天线，由金属地板1、圆形的辐射贴片2、差分馈电端口、用于调节TM31模谐振频率的短路部件组和用于调节辐射贴片耦合强度的耦合金属片组构成；所述辐射贴片2的直径大于中心工作频率处的半个自由空间波长，在其第一直径位置上设置有用于改变TM12模天线表面电流分布的第一缝隙4、均用于改变TM31模天线表面电流分布的第二缝隙3和第三缝隙5；所述第二缝隙3与第三缝隙5分居所述第一缝隙4两侧；所述耦合金属片组位于所述金属地板1与所述辐射贴片2之间；所述耦合金属片组由第一金属片8和第二金属片9构成；所述差分馈电端口设置有用于向第一金属片8馈电的第一馈电体10、用于向第二金属片9馈电的第二馈电体11；所述金属地板1通过短路部件组与所述辐射贴片2连接，所述短路部件组由第一短路组件6和第二短路组件7构成；所述第一金属片8与第二金属片9之间、所述第一馈电体10与第二馈电体11之间、所述第一短路组件6与第二短路组件7之间，分别关于过第一直径的且与辐射贴片2垂直的平面呈镜像分布。
所述具有稳定高增益的宽带贴片天线采用差分馈电方式、扁平层状结构，实现低剖面、低交叉极化性能。在辐射贴片2的同一直径位置上刻蚀得到中间位置的第一缝隙4、两端的第二缝隙3和第三缝隙5。中间位置的缝隙与两端的缝隙能够分别独立地控制天线在TM12、TM31两高阶模式下的电流分布和谐振频率，有效地抑制天线非轴向波束的辐射，极大地提高了天线的增益。通过加载短路部件组，适当地调节天线在两高阶模式下的谐振频率并使二者的谐振频率的相互靠近，拓展了天线的工作带宽。由于所设计的天线在两高阶模式下的表面电流分布以及口径效率非常相似，故具有平坦的带内增益和稳定的带内波束宽度等良好性能。
在上述结构基础上，所述具有稳定高增益的宽带贴片天线工作于TM12模时，天线表面电流为J1；工作于TM31时，天线表面电流为J2；所述短路部件组的加载位置处，J1>J2，且由所加载的短路部件组引起的TM12模谐振频率的变化量小于等于TM12模谐振频率的3％。谐振频率的变化量小于等于TM12模谐振频率的3％时，认为所加载的短路部件组几乎不影响TM12模的谐振频率，使分别工作于两高阶模式下天线的谐振频率相互靠近，显著地提高天线的工作带宽。因短路部件组由多个金属柱构成，上述所说的短路部件组的加载位置包括各个金属柱与辐射贴片2的连接处。每个连接处位置，J1>J2，且由所加载的金属柱引起的TM12模谐振频率的变化量均小于等于TM12模谐振频率的3％。
在上述结构基础上，所述第一缝隙4的中心与辐射贴片2中心重合，所述第二缝隙3与所述第三缝隙5关于辐射贴片2中心对称。所述第一缝隙4为矩形缝隙，所述矩形缝隙的长度大于其5倍宽度；所述第二缝隙3的一端延伸至辐射贴片2边沿。由于第二缝隙3和第三缝隙5对称设计，故第三缝隙5的远离第二缝隙3端反向延伸至辐射贴片2的另一位置的边沿。第一缝隙4通过改变工作于TM12模式下天线的表面电流分布，有效地抑制该高阶模式下天线的E面副瓣，从而极大地提高天线的增益。第二缝隙3和第三缝隙5改变工作于TM31模式下天线的表面电流分布，通过将该高阶模式下的天线锥向辐射方向图转换为轴向辐射方向图，从而极大地提高了天线的轴向增益。
在上述结构基础上，所述第一金属片8和所述第二金属片9均呈矩形或圆形；所述金属地板1设置有第一小孔和第二小孔，所述第一馈电体10穿过第一小孔与所述第一金属片8的中心连接，所述第二馈电体11穿过第二小孔与所述第二金属片9的中心连接。所述辐射贴片2的耦合强度通过调节耦合金属片组的尺寸以及耦合金属片组与金属地板1之间的相对高度进行调节。当天线高度发生变化时，可以通过调节两金属片的尺寸和相对高度调节耦合强度。
在上述结构基础上，所述金属地板1呈圆形，且其直径大于所述辐射贴片2的直径。所述第一短路组件6由至少一个金属柱构成，所述第二短路组件7由至少一个金属柱构成；第一小孔、第二小孔、金属地板1圆心均位于金属地板1的第二直径位置上；组成所述第一短路组件6和第二短路组件7的各个金属柱与金属地板1的连接处位置关于所述第二直径对称。当所述第一短路组件6由一个金属柱构成，所述第二短路组件7由一个金属柱构成时，两金属柱与金属地板1连接处也落在金属地板1的第二直径位置上。金属柱还同时用于支撑辐射贴片2。所述辐射贴片2圆心落在金属地板1上的投影与金属地板1的圆心重合。辐射贴片2的第一直径所在的直线与金属地板1的第二直径所在的直线相互正交。所述第一馈电体10与所述第二馈电体11均为SMA接头的内导体，SMA接头的外导体与所述金属地板1连接。SMA接头的内导体还同时用于支撑耦合金属片组。所述第一金属片8、所述第二金属片9、所述金属地板1与所述辐射贴片2之间相互平行；所述第一金属片8/所述第二金属片9与金属地板1/辐射贴片2之间的介质为介质板或空气。
请参阅图3，所示的是所述具有稳定高增益的宽带贴片天线随频率变化的反射系数和辐射增益变化图，从图3中可以发现，由于短路部件组调节TM31和TM12两高阶模的谐振频率使二者的谐振频率相互靠近，进而使得所述具有稳定高增益的宽带贴片天线在工作频率3.295GHz-3.73GHz的工作频带内得到了良好的匹配，反射系数均小于-10dB，相对带宽高达13.4％，即本申请的相对带宽远远大于其他单高阶模谐振的贴片天线约1％的相对带宽。所述具有稳定高增益的宽带贴片天线在3.295GHz-3.73GHz的工作频带内的辐射增益高达13.7dBi，而相对于常规的增益一般小于8dBi的贴片天线单元,本申请的具有稳定高增益的宽带贴片天线的增益被极大地提高。所述具有稳定高增益的宽带贴片天线的辐射增益在工作频带内稳定平坦，这非常有利于中远距离无线通信系统的信号覆盖。
请参阅图4，所示的是所述具有稳定高增益的宽带贴片天线的EH面辐射方向图的半功率波束宽度随频率变化的曲线图，从图4中可以发现，所述具有稳定高增益的宽带贴片天线在工作频率3.3GHz-3.7GHz的工作频带内的EH面辐射方向图的半功率波束宽度非常稳定，具有稳定的带内半功率波宽，即本申请的具有稳定高增益的宽带贴片天线有利于无线通信系统的信号覆盖。
请参阅图5、图6和图7，所示的是所述具有稳定高增益的宽带贴片天线分别在3.3GHz、3.5GHz和3.7GHz频点处的EH面主极化和交叉极化的辐射方向图。从图5至7中可以发现，所述具有稳定高增益的宽带贴片天线的副瓣水平被有效地抑制，使得大部分能量主要都集中在轴向主波束上，获得了高达13.7dBi的高增益性能。除此之外，由于引入差分的馈电结构，显著地改善了所述具有稳定高增益的宽带贴片天线的交叉极化，交叉极化水平小于-30dB，提高了天线的抗干扰性能。
本申请的具有稳定高增益的宽带贴片天线不限于工作在3.295GHz-3.73GHz的频段，可以根据需要，通过调节辐射贴片2、第一缝隙4、第二缝隙3、第三缝隙5、第一短路组件6、第二短路组件7、第一金属片8和第二金属片9等的位置和尺寸来调节天线的工作频段和带宽。
综上所述，本发明提供的具有稳定高增益的宽带贴片天线，能基于简单的结构，在较宽的工作频带内实现平坦的高增益和稳定的半功率波束宽度，有利于改善无线通信系统的信号覆盖等问题。本发明还具有交叉极化低、剖面低、重量轻、加工简单和价格低廉等特点。
此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，由金属地板、圆形的辐射贴片、差分馈电端口、用于调节TM31模谐振频率的短路部件组和用于调节辐射贴片耦合强度的耦合金属片组构成；
所述辐射贴片的直径大于中心工作频率处的半个自由空间波长，在其第一直径位置上设置有用于改变TM12模天线表面电流分布的第一缝隙、均用于改变TM31模天线表面电流分布的第二缝隙和第三缝隙；所述第二缝隙与第三缝隙分居所述第一缝隙两侧；
所述耦合金属片组位于所述金属地板与所述辐射贴片之间；所述耦合金属片组由第一金属片和第二金属片构成；所述差分馈电端口设置有用于向第一金属片馈电的第一馈电体、用于向第二金属片馈电的第二馈电体；
所述金属地板通过短路部件组与所述辐射贴片连接，所述短路部件组由第一短路组件和第二短路组件构成；
所述第一金属片与第二金属片之间、所述第一馈电体与第二馈电体之间、所述第一短路组件与第二短路组件之间，分别关于过第一直径的且与辐射贴片垂直的平面呈镜像分布。
2.如权利要求1所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，工作于TM12模时，天线表面电流为J1；工作于TM31时，天线表面电流为J2；所述短路部件组的加载位置处，J1>J2，且由所加载的短路部件组引起的TM12模谐振频率的变化量小于等于TM12模谐振频率的3％。
3.如权利要求2所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述第一缝隙的中心与辐射贴片中心重合，所述第二缝隙与所述第三缝隙关于辐射贴片中心对称。
4.如权利要求3所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述第一缝隙为矩形缝隙，所述矩形缝隙的长度大于其5倍宽度；所述第二缝隙的一端延伸至辐射贴片边沿。
5.如权利要求4所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述第一金属片和所述第二金属片均呈矩形或圆形；所述金属地板设置有第一小孔和第二小孔，所述第一馈电体穿过第一小孔与所述第一金属片的中心连接，所述第二馈电体穿过第二小孔与所述第二金属片的中心连接。
6.如权利要求5所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述辐射贴片的耦合强度通过调节耦合金属片组的尺寸以及耦合金属片组与金属地板之间的相对高度进行调节。
7.如权利要求6所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述金属地板呈圆形，且其直径大于所述辐射贴片的直径。
8.如权利要求7所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述第一短路组件由至少一个金属柱构成，所述第二短路组件由至少一个金属柱构成；第一金属柱与金属地板连接处、第二金属柱与金属地板连接处、第一小孔、第二小孔、金属地板圆心均位于金属地板的第二直径位置上；所述辐射贴片圆心落在金属地板上的投影与金属地板的圆心重合。
9.如权利要求8所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述第一馈电体与所述第二馈电体均为SMA接头的内导体，SMA接头的外导体与所述金属地板连接。
10.如权利要求1至9任一所述具有稳定高增益的宽带贴片天线，其特征在于，所述第一金属片、所述第二金属片、所述金属地板与所述辐射贴片之间相互平行；所述第一金属片/所述第二金属片与金属地板/辐射贴片之间的介质为介质板或空气。
CN202010494149.5A 2020-06-03 2020-06-03 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线 Active CN111541041B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010494149.5A CN111541041B (zh) 2020-06-03 2020-06-03 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010494149.5A CN111541041B (zh) 2020-06-03 2020-06-03 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111541041A true CN111541041A (zh) 2020-08-14
CN111541041B CN111541041B (zh) 2022-04-15

Family

ID=71978150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010494149.5A Active CN111541041B (zh) 2020-06-03 2020-06-03 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111541041B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112038774A (zh) * 2020-08-26 2020-12-04 电子科技大学 一种新型开缝圆形贴片天线
CN112993559A (zh) * 2021-04-15 2021-06-18 深圳大学 一种方向图可重构的高增益贴片天线
CN113097713A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 中山大学 一种宽带高增益微带磁偶极子天线
CN113193371A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 西安电子科技大学 基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线
CN113764893A (zh) * 2021-09-09 2021-12-07 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 一种基于多模谐振的低剖面宽带贴片天线
CN115036686A (zh) * 2022-06-13 2022-09-09 电子科技大学 一种高增益差分馈电的圆形贴片天线

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105186116A (zh) * 2015-07-16 2015-12-23 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种宽带单极子微带天线
CN108574138A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 南京理工大学 结构紧凑型微带馈电的谐波抑制宽带贴片天线
CN108736153A (zh) * 2018-04-26 2018-11-02 西安电子科技大学 一种三频低剖面贴片天线
CN109301456A (zh) * 2018-09-28 2019-02-01 深圳大学 一种具有低剖面的宽带高增益贴片天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105186116A (zh) * 2015-07-16 2015-12-23 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种宽带单极子微带天线
CN108574138A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 南京理工大学 结构紧凑型微带馈电的谐波抑制宽带贴片天线
CN108736153A (zh) * 2018-04-26 2018-11-02 西安电子科技大学 一种三频低剖面贴片天线
CN109301456A (zh) * 2018-09-28 2019-02-01 深圳大学 一种具有低剖面的宽带高增益贴片天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PRATEEK JUYAL 等: "Sidelobe Reduction of TM12 Mode of Circular Patch via Nonresonant Narrow Slot", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 *
卢城知 等: "基于高次模谐振的高增益贴片天线", 《 2019年全国天线年会论文集（中册）》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112038774A (zh) * 2020-08-26 2020-12-04 电子科技大学 一种新型开缝圆形贴片天线
CN112993559A (zh) * 2021-04-15 2021-06-18 深圳大学 一种方向图可重构的高增益贴片天线
CN113097713A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 中山大学 一种宽带高增益微带磁偶极子天线
CN113193371A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 西安电子科技大学 基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线
CN113193371B (zh) * 2021-04-30 2022-10-21 西安电子科技大学 基于双模谐振的小型化高隔离度圆极化分集天线
CN113764893A (zh) * 2021-09-09 2021-12-07 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 一种基于多模谐振的低剖面宽带贴片天线
CN113764893B (zh) * 2021-09-09 2024-03-12 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 一种基于多模谐振的低剖面宽带贴片天线
CN115036686A (zh) * 2022-06-13 2022-09-09 电子科技大学 一种高增益差分馈电的圆形贴片天线
CN115036686B (zh) * 2022-06-13 2023-10-31 电子科技大学 一种高增益差分馈电的圆形贴片天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN111541041B (zh) 2022-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111541041B (zh) 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线
CN113078458B (zh) 一种用于卫星通信的低剖面低仰角高增益圆极化电磁偶极子天线
Wong et al. Broadband dual-polarized patch antennas fed by capacitively coupled feed and slot-coupled feed
EP1647072B1 (en) Wideband phased array radiator
US7986279B2 (en) Ring-slot radiator for broad-band operation
KR20040047257A (ko) 유전체 덮개를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나 및이를 배열한 배열 안테나
CN110112562B (zh) 一种小型宽带差分激励双模双极化基站天线
US20060038732A1 (en) Broadband dual polarized slotline feed circuit
CN113871865A (zh) 一种低剖面宽带宽角二维扫描双极化相控阵天线及应用
CN113506976B (zh) 高增益圆极化天线及无线通信设备
Chen et al. Ultra-Wideband Dual-Circularly Polarized Crossed-Dipole Antenna With Stripline Coupler and Parasitic Elements for Vehicular Sensing and Communications
CN112038760B (zh) 一种基于交互嵌入式超表面结构的宽带小型化天线
CN112993559A (zh) 一种方向图可重构的高增益贴片天线
CN117220032A (zh) 一种高选择性宽带圆极化介质谐振器滤波天线
CN115986403A (zh) 低剖面高隔离度极化分集贴片天线及无线通信设备
CN116315635A (zh) 一种基于共模和差模理论的方向图可重构天线
CN115395232A (zh) 一种具有高隔离度低相关性的同频同极化共口径天线
CN113036438B (zh) 一种面向波束成形应用的宽带低剖面介质谐振器天线
CN112909514B (zh) 一种三模三端口全向圆柱形介质谐振器天线
CN118073849B (zh) 基于互补源及悬置解耦超表面的毫米波宽角扫描阵列天线
CN117712680B (zh) 一种基于特征模理论的超表面圆极化共形天线
CN114336019B (zh) 一种具有共辐射体的5g大频率比波束扫描天线
CN117039436B (zh) 具有低通滤波响应的紧凑型宽带圆极化交叉偶极子天线
CN115458923B (zh) 一种低剖面高增益宽带双极化天线结构
Liu et al. Design of Millimeter Wave Antenna for 5G Application

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant