CN112490625B - 一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线 - Google Patents
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Abstract
一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，包括：外延层，用于提供安装基底面；外部激励，用于为所述单极子宽带天线提供能量激励；栅线结构，用于接收所述外部激励的能量激励并向外辐射能量；所述栅线结构贴附于所述安装基底面上，且与所述外部激励连接。本发明提出了一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，创造性地采用太阳能电池片自身的栅线结构进行辐射，单片太阳能电池片即可工作，对太阳能电池片自身结构进行了充分利用，将太阳能电池与宽带天线集成一体化，使所述太阳能电池天线结构简单且频带较宽，覆盖了3.4GHz‑6.3GHz频段，降低了系统复杂度，具有实际应用和推广价值。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池天线技术领域，具体涉及一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线。
背景技术
目前，科学技术的不断创新促使了现代无线通信技术的发展，通信系统对宽带天线的需求量在稳步提升，通信系统所消耗的能源也愈来愈大。现有的无线通信系统主要依靠化石燃料供电，化石燃料燃烧所排放的气体会导致温室效应，燃烧残留物质导致雾霾天气频发，而太阳能作为最有发展前途的可再生能源，是实现绿色通信的有效方法之一。将太阳能电池与宽带天线集成一体化，不仅可以接收和发射无线信号，还能利用太阳能电池光电效应产生的直流电能对系统进行供电，这有利于无线通信系统向小型化、便携化发展，有助于实现低碳经济和建设节能环保型社会。但目前太阳能电池天线多利用太阳能电池片之间缝隙进行辐射，并未充分利用太阳能电池片的栅线结构进行辐射。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，包括：
外延层，用于提供安装基底面；
外部激励，用于为所述单极子宽带天线提供能量激励；
栅线结构，用于接收所述外部激励的能量激励并向外辐射能量；所述栅线结构贴附于所述安装基底面上，且与所述外部激励连接。
优选地，所述外延层的厚度为8微米。
优选地，所述安装基底面为矩形。
优选地，所述安装基底面的尺寸为40.8毫米×20.8毫米。
优选地，所述栅线结构包括：第一方向矩形栅线和第二方向矩形栅线，所述第一方向矩形栅线和所述第二方向矩形栅线相互垂直且连接地设置于所述外延层上，所述第一方向矩形栅线与所述外部激励连接。
优选地，所述第一方向矩形栅线的中点位置处与所述外部激励连接。
优选地，所述第一方向矩形栅线与所述外延层中矩形的安装基底面的第一边平行，所述第二方向矩形栅线与所述安装基底面的第二边平行。
优选地，所述第一方向矩形栅线的尺寸为38.64毫米×0.5毫米。
优选地，所述第二方向矩形栅线的尺寸为18.54毫米×0.03毫米。
优选地，相邻两个所述第二方向矩形栅线之间的间隔为0.99毫米。
本发明提出了一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，创造性地采用太阳能电池片自身的栅线结构进行辐射，单片太阳能电池片即可工作，对太阳能电池片自身结构进行了充分利用，将太阳能电池与宽带天线集成一体化，使所述太阳能电池天线结构简单且频带较宽，覆盖了3.4GHz-6.3GHz频段，降低了系统复杂度，具有实际应用和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线的结构示意图；
图2是本发明提供的一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线的俯视图；
图3是利用本发明提供的一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线模拟仿真得到的相对带宽匹配图；
图4是利用本发明提供的一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线模拟仿真得到的增益曲线图；
图5是利用本发明提供的一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线模拟仿真得到的辐射方向图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-2，在本申请实施例中，本发明提供了一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，包括：
外延层1，用于提供安装基底面；
外部激励4，用于为所述单极子宽带天线提供能量激励；
栅线结构，用于接收所述外部激励4的能量激励并向外辐射能量；所述栅线结构贴附于所述安装基底面上，且与所述外部激励4连接。
在本申请实施例中，所述外延层1的厚度为8微米。
在本申请实施例中，所述安装基底面为矩形。
在本申请实施例中，所述安装基底面的尺寸为40.8毫米×20.8毫米。
如图1-2，在本申请实施例中，所述栅线结构包括：第一方向矩形栅线2和第二方向矩形栅线3，所述第一方向矩形栅线2和所述第二方向矩形栅线3相互垂直且连接地设置于所述外延层1上，所述第一方向矩形栅线2与所述外部激励4连接。
如图1-2，在本申请实施例中，所述第一方向矩形栅线2的中点位置处与所述外部激励4连接。
如图1-2，在本申请实施例中，所述第一方向矩形栅线2与所述外延层1中矩形的安装基底面的第一边平行，所述第二方向矩形栅线3与所述安装基底面的第二边平行。
在本申请实施例中，所述第一方向矩形栅线2的尺寸为38.64毫米×0.5毫米。
如图1-2，在本申请实施例中，所述第二方向矩形栅线3的尺寸为18.54毫米×0.03毫米。
在本申请实施例中，相邻两个所述第二方向矩形栅线3之间的间隔为0.99毫米。
如图1和图2，本发明的技术方案为：一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，工作在3.4GHz-6.3GHz频段，包括栅线结构和外延层1，所述栅线结构位于外延层1的上表面。所述栅线结构由太阳能电池片栅线结构构成；所述栅线结构由一条第一方向矩形栅线2和四十条第二方向矩形栅线3构成；所述第一方向矩形栅线2的中点位置可与外部激励4连接；所述第一方向矩形栅线2的尺寸为38.64毫米×0.5毫米，所述第二方向矩形栅线3每条栅线的尺寸为18.54毫米×0.03毫米。四十所述条第二方向矩形栅线3相互平行且两两之间间隔为0.99毫米。所述外延层1的厚度为8微米，所述外延层1的尺寸为40.8毫米×20.8毫米。
各部分功能和连接数据往来关系：
栅线结构：第一方向矩形栅线2的中点位置与外部激励4相连，有效传输外部端口信号能量，与其他部分构成一个匹配网络，使天线有良好的阻抗匹配，向外辐射能量。
外延层1：为天线提供介质基底。
外部激励4：与第一方向矩形栅线2的中点相连，为天线提供激励。外部激励与外部射频电路接收机或发射机相连，与接收机相连时将自由空间的电磁波转换为导行波，与发射机相连时，将导行波转换为自由空间电磁波。
本申请创造性地采用太阳能电池片自身的栅线结构进行辐射，第一方向矩形栅线2的尺寸为38.64毫米×0.5毫米，所述第二方向矩形栅线3每条栅线的尺寸为18.54毫米×0.03毫米。四十条所述第二方向矩形栅线3相互平行且两两之间间隔为0.99毫米。所述外延层1的厚度为8微米。所述外延层1的尺寸为40.8毫米×20.8毫米。采用所述尺寸设计能够使得所述太阳能电池天线有良好的宽带的阻抗匹配；上述设计方法与尺寸使所述太阳能电池天线结构简单，利用太阳能电池片自身栅线结构进行辐射，且单片太阳能电池片即可工作，降低了系统复杂度，利于无线通信系统向小型化、便携化发展，且利用太阳能电池这一环保材料，有助于实现低碳经济和建设节能环保型社会。
图3、图4和图5展示了采用本发明所述设计方法与尺寸的太阳能电池天线的各项辐射性能。采用这种设计方式的太阳能电池天线覆盖了3.4GHz-6.3GHz的频段，实现了59.8％的相对带宽匹配设计；增益峰值为2.54dBi，且在4GHz-5.5GHz频段内增益曲线十分平稳；在5.1GHz的方向图符合全向天线的特征，主极化前向后向均匀对称，能够实现较大范围的信号覆盖，交叉极化水平在-15dB以下，天线的E面和H面辐射能量主要集中于法向方向，具有较好的稳定性，辐射方向图在目标频段保持了良好的方向性；能达到较好的辐射性能。
本发明提出了一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，创造性地采用太阳能电池片自身的栅线结构进行辐射，单片太阳能电池片即可工作，对太阳能电池片自身结构进行了充分利用，将太阳能电池与宽带天线集成一体化，使所述太阳能电池天线结构简单且频带较宽，覆盖了3.4GHz-6.3GHz频段，降低了系统复杂度，具有实际应用和推广价值。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (1)
1.一种基于太阳能电池片栅线结构的单极子宽带天线，其特征在于，包括：
外延层，用于提供安装基底面；
外部激励，用于为所述单极子宽带天线提供能量激励；
栅线结构，用于接收所述外部激励的能量激励并向外辐射能量；所述栅线结构贴附于所述安装基底面上，且与所述外部激励连接；
其中，所述外延层的厚度为8微米；所述安装基底面为矩形；所述安装基底面的尺寸为40.8毫米×20.8毫米；所述栅线结构包括：第一方向矩形栅线和第二方向矩形栅线，所述第一方向矩形栅线和所述第二方向矩形栅线相互垂直且连接地设置于所述外延层上，所述第一方向矩形栅线与所述外部激励连接；所述第一方向矩形栅线的中点位置处与所述外部激励连接；所述第一方向矩形栅线与所述外延层中矩形的安装基底面的第一边平行，所述第二方向矩形栅线与所述安装基底面的第二边平行；所述第一方向矩形栅线的尺寸为38.64毫米×0.5毫米；所述第二方向矩形栅线的尺寸为18.54毫米×0.03毫米；相邻两个所述第二方向矩形栅线之间的间隔为0.99毫米。
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114865295B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-03-07 | 电子科技大学 | 一种光电能量一体化收集天线 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012710A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Tdk Corp | アンテナ内蔵発電装置 |
| CN102623518A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-08-01 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 太阳能电池片正电极栅线、太阳能电池片及太阳能电池 |
| CN104201227A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-10 | 电子科技大学 | 一种硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN204614794U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-02 | 协鑫集成科技股份有限公司 | 太阳能电池片 |
| CN109273537A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-25 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种互连栅线和制作方法，适用的太阳能电池及互连方式 |
| CN208538874U (zh) * | 2018-08-15 | 2019-02-22 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种用于太阳能电池片互连区域的电镀金属栅线 |
| CN110556443A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-10 | 绵阳金能移动能源有限公司 | 一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法 |
| CN111326864A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-23 | 天津大学 | 耦合差分馈电双压缩模式贴片天线与太阳能电池一体化 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012710A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Tdk Corp | アンテナ内蔵発電装置 |
| CN102623518A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-08-01 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 太阳能电池片正电极栅线、太阳能电池片及太阳能电池 |
| CN104201227A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-10 | 电子科技大学 | 一种硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN204614794U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-02 | 协鑫集成科技股份有限公司 | 太阳能电池片 |
| CN109273537A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-25 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种互连栅线和制作方法，适用的太阳能电池及互连方式 |
| CN208538874U (zh) * | 2018-08-15 | 2019-02-22 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种用于太阳能电池片互连区域的电镀金属栅线 |
| CN110556443A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-10 | 绵阳金能移动能源有限公司 | 一种柔性太阳能电池互联组件及其制备方法 |
| CN111326864A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-23 | 天津大学 | 耦合差分馈电双压缩模式贴片天线与太阳能电池一体化 |
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