CN113097713A - 一种宽带高增益微带磁偶极子天线 - Google Patents

一种宽带高增益微带磁偶极子天线 Download PDF

Info

Publication number
CN113097713A
CN113097713A CN202110413116.8A CN202110413116A CN113097713A CN 113097713 A CN113097713 A CN 113097713A CN 202110413116 A CN202110413116 A CN 202110413116A CN 113097713 A CN113097713 A CN 113097713A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic dipole
dipole antenna
rectangular patch
gain
broadband high
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.)
Pending
Application number
CN202110413116.8A
Other languages
English (en)
Inventor
曹琦
梁志禧
龙云亮
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.)
Sun Yat Sen University
Original Assignee
Sun Yat Sen 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 Sun Yat Sen University filed Critical Sun Yat Sen University
Priority to CN202110413116.8A priority Critical patent/CN113097713A/zh
Publication of CN113097713A publication Critical patent/CN113097713A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/106—Microstrip slot antennas

Abstract

本发明公开了一种宽带高增益微带磁偶极子天线，包括介质板、金属地板、三面短路墙、带有加载缝隙的矩形贴片、微带线、馈电接头；所述的金属地板与介质板的背面连接；所述的三面短路墙的底部穿过介质板与金属底部连接；所述的三面短路墙的顶部与矩形贴片的三条边连接，所述的矩形贴片的三条边通过三面短路墙与金属地板连接；所述的微带线的一端与没有连接三面短路墙的矩形贴片的一边连接；所述的微带线的另一端通过馈电接头与介质板连接。本发明实现增加两个谐振频率，增大了带宽，同时在垂直电路板的方向上的波束增益得到改善，实现天线在该方向的高增益。

Description

一种宽带高增益微带磁偶极子天线
技术领域
本发明涉及无线电技术领域，更具体的，涉及一种宽带高增益微带磁偶极子天线。
背景技术
传统的微带磁偶极子天线实现高增益的方法往往是通过增大辐射贴片的尺寸，但会带来天线将工作在高阶谐振模式下的问题，使得在垂直电路板的方向辐射能力较差；同时为了满足无线通信系统的不断发展而对带宽有了更高的要求，但是传统的微带磁偶极子天线的带宽相对较窄。这两个方面都会影响到天线性能并限制其应用场景。
发明内容
本发明为了解决以上现有技术的缺陷，提供了一种宽带高增益微带磁偶极子天线，不仅能够实现高增益，还能在垂直电路板的方向辐射能力最强，并且兼具宽带特性。
为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种宽带高增益微带磁偶极子天线，包括介质板、金属地板、三面短路墙、带有加载缝隙的矩形贴片、微带线、馈电接头；
所述的金属地板与介质板的背面连接；
所述的三面短路墙的底部穿过介质板与金属底部连接；
所述的三面短路墙的顶部与矩形贴片的三条边连接，所述的矩形贴片的三条边通过三面短路墙与金属地板连接；
所述的微带线的一端与没有连接三面短路墙的矩形贴片的一边连接；
所述的微带线的另一端通过馈电接头与介质板连接。
优选地，所述的三面短路墙分别与矩形贴片的两条短边、一条长边垂直连接，所述的三面短路墙形成一个U型立体结构。
进一步地，所述的矩形贴片上开设有两条加载缝隙；两条所述的加载缝隙尺寸大小相同，且关于矩形贴片长边的垂直平分线对称。
再进一步地，所述的加载缝隙的长度为0.5个工作波长。
再进一步地，两个加载缝隙的中心间距为1个工作波长。
再进一步地，所述的加载缝隙位于没有连接三面短路墙的矩形贴片一边的一侧。
再进一步地，所述的微带线位于矩形贴片长边的垂直平分线上。
再进一步地，所述的介质板包括固体介质、空气介质中的一种。
再进一步地，所述的介质板的尺寸与金属地板的尺寸大小相同。
再进一步地，所述的金属地板设置成矩形结构。
本发明的有益效果如下：
本发明的宽带高增益微带磁偶极子天线通过设置带有加载缝隙的矩形贴片，实现增加两个谐振频率，增大了带宽，同时在垂直电路板的方向上的波束增益得到改善，实现天线在该方向的高增益。同时本发明主要以平面贴片为主，结构简单、易加工和生产。
附图说明
图1是本实施例所述的天线的立体结构图。
图2是本实施例所述的三面短路墙与介质板的连接示意图。
图3是本实施例所述的天线的俯视图。
图4是本实施例所述的天线回波损耗示意图。
图5是本实施例在5.5GHz上的垂直面辐射方向图。
图中，1-介质板、2-金属地板、3-三面短路墙、4-矩形贴片、5-微带线、6-馈电接头、7-加载缝隙。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
实施例1
如图1、图2、图3所示，一种宽带高增益微带磁偶极子天线，包括介质板1、金属地板2、三面短路墙3、带有加载缝隙7的矩形贴片4、微带线5、馈电接头6；
所述的金属地板2与介质板1的背面连接；
所述的三面短路墙3的底部穿过介质板1与金属底部2连接；
所述的三面短路墙3的顶部与矩形贴片4的三条边连接，所述的矩形贴片4的三条边通过三面短路墙3与金属地板2连接；
所述的微带线5的一端与没有连接三面短路墙3的矩形贴片4的一边连接；
所述的微带线5的另一端通过馈电接头6与介质板2连接。
在一个具体的实施例中，所述的三面短路墙3分别与矩形贴片4的两条短边、一条长边垂直连接，所述的三面短路墙3形成一个U型立体结构。
在一个具体的实施例中，所述的矩形贴片上开设有两条加载缝隙；两条所述的加载缝隙尺寸大小相同，且关于矩形贴片长边的垂直平分线对称。所述的天线为平面缝隙天线，通过添加对称的加载缝隙一方面增加了一个谐振频率，增大了天线的带宽，同时加载缝隙后的辐射会起到增强垂直电路板方向辐射能量的作用，使得该方向下天线的辐射波束具有高增益。
在一个具体的实施例中，所述的加载缝隙设置成矩形结构，所述的加载缝隙的长度为0.5个工作波长。两个加载缝隙的中心间距为1个工作波长。所述的加载缝隙位于没有连接三面短路墙的矩形贴片一边的一侧。
在一个具体的实施例中，所述的微带线位于矩形贴片长边的垂直平分线上，所述的微带线5的尺寸及形状根据天线的性能及阻抗匹配要求确定。
在一个具体的实施例中，所述的介质板包括固体介质、空气介质中的一种。所述的介质板的尺寸与金属地板的尺寸大小相同。所述的金属地板设置成矩形结构。
图4所示是天线的回波损耗即S11曲线，其中实线表示的是本实施例所述的宽带高增益微带磁偶极子天线的回波损耗，虚线表示的是不加缝隙时的单频天线的回波损耗。当腔体本身产生的谐振和加载缝隙产生的谐振两者谐振频率相差不大时，这时叠加起来就可以起到增大带宽的作用，从图4可见本实施例所述的天线在5.17GHz-5.83GHz的频段内发射系数都在-10dB以下，实现了较好的阻抗匹配，故能将能量较好的辐射出去，且对比可看出本实施例所述的天线的可用带宽比不加缝隙时的单频带带宽有所增加，相对带宽增加了7％左右，使得可以满足无线通信系统的宽带需求。
图5所示是天线5.5GHz上的辐射方向图，其中实线表示的是本实施例所述的天线xz面的增益方向图，虚线表示的是不加缝隙时的单频天线xz面的增益方向图。当未加缝隙时，由于辐射贴片的尺寸较大，使得天线工作在高阶谐振模式下，造成波束分裂，虽然可实现两个较窄波束的辐射，但由于场分布的周期性使得辐射场在垂直电路板的方向会相互抵消，使该方向辐射能力较弱，不适合实际应用。而在加载了二元缝隙辐射单元后，能有效地起到增强垂直于电路板方向的辐射，所以会在此方向产生一个高增益的波束。从图5中可以显而易见所提出的宽带高增益微带磁偶极子天线在在垂直电路板的方向上增益得到改善，相比未加缝隙的传统微带磁偶极子来说，其辐射能力更强，高出13dB，在实际中可得到更广泛的应用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：包括介质板、金属地板、三面短路墙、带有加载缝隙的矩形贴片、微带线、馈电接头；
所述的金属地板与介质板的背面连接；
所述的三面短路墙的底部穿过介质板与金属底部连接；
所述的三面短路墙的顶部与矩形贴片的三条边连接，所述的矩形贴片的三条边通过三面短路墙与金属地板连接；
所述的微带线的一端与没有连接三面短路墙的矩形贴片的一边连接；
所述的微带线的另一端通过馈电接头与介质板连接。
2.根据权利要求1所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的三面短路墙分别与矩形贴片的两条短边、一条长边垂直连接，所述的三面短路墙形成一个U型立体结构。
3.根据权利要求2所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的矩形贴片上开设有两条加载缝隙；两条所述的加载缝隙尺寸大小相同，且关于矩形贴片长边的垂直平分线对称。
4.根据权利要求3所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的加载缝隙的长度为0.5个工作波长。
5.根据权利要求4所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：两个加载缝隙的中心间距为1个工作波长。
6.根据权利要求3、4、5任一项所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的加载缝隙位于没有连接三面短路墙的矩形贴片一边的一侧。
7.根据权利要求1所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的微带线位于矩形贴片长边的垂直平分线上。
8.根据权利要求1所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的介质板包括固体介质、空气介质中的一种。
9.根据权利要求1所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的介质板的尺寸与金属地板的尺寸大小相同。
10.根据权利要求9所述的宽带高增益微带磁偶极子天线，其特征在于：所述的金属地板设置成矩形结构。
CN202110413116.8A 2021-04-16 2021-04-16 一种宽带高增益微带磁偶极子天线 Pending CN113097713A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110413116.8A CN113097713A (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种宽带高增益微带磁偶极子天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110413116.8A CN113097713A (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种宽带高增益微带磁偶极子天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113097713A true CN113097713A (zh) 2021-07-09

Family

ID=76678249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110413116.8A Pending CN113097713A (zh) 2021-04-16 2021-04-16 一种宽带高增益微带磁偶极子天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113097713A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040104848A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Ethertronics, Inc. Multiple frequency antennas with reduced space and relative assembly
KR20100018749A (ko) * 2008-08-07 2010-02-18 인하대학교 산학협력단 초광대역 마이크로스트립 패치안테나
CN107181058A (zh) * 2017-05-25 2017-09-19 广东工业大学 一种新型双波束定向辐射mimo贴片天线及移动终端
US10109925B1 (en) * 2016-08-15 2018-10-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Dual feed slot antenna
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
CN208093758U (zh) * 2018-03-06 2018-11-13 山东科技大学 刻有f形缝隙的三频段微带贴片天线
CN110401026A (zh) * 2019-06-10 2019-11-01 西安电子科技大学 一种具有近似椭圆滤波响应的磁电偶极子滤波天线
CN111541041A (zh) * 2020-06-03 2020-08-14 深圳大学 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线
CN211605397U (zh) * 2020-03-26 2020-09-29 深圳光启尖端技术有限责任公司 一种偶极子天线
CN112563735A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 华为技术有限公司 毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列
CN112635987A (zh) * 2020-12-17 2021-04-09 中北大学南通智能光机电研究院 一种双扇形高增益微带贴片天线

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040104848A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-03 Ethertronics, Inc. Multiple frequency antennas with reduced space and relative assembly
KR20100018749A (ko) * 2008-08-07 2010-02-18 인하대학교 산학협력단 초광대역 마이크로스트립 패치안테나
US10109925B1 (en) * 2016-08-15 2018-10-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Dual feed slot antenna
CN107181058A (zh) * 2017-05-25 2017-09-19 广东工业大学 一种新型双波束定向辐射mimo贴片天线及移动终端
CN208093758U (zh) * 2018-03-06 2018-11-13 山东科技大学 刻有f形缝隙的三频段微带贴片天线
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
CN110401026A (zh) * 2019-06-10 2019-11-01 西安电子科技大学 一种具有近似椭圆滤波响应的磁电偶极子滤波天线
CN112563735A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 华为技术有限公司 毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列
CN211605397U (zh) * 2020-03-26 2020-09-29 深圳光启尖端技术有限责任公司 一种偶极子天线
CN111541041A (zh) * 2020-06-03 2020-08-14 深圳大学 一种具有稳定高增益的宽带贴片天线
CN112635987A (zh) * 2020-12-17 2021-04-09 中北大学南通智能光机电研究院 一种双扇形高增益微带贴片天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. M. TEHRAN ET AL.: "Effect of loaded-slot on microstrip patch antenna", 《2005 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM》 *
Z. LIANG ET AL.: "Low-Cost and High-Gain Microstrip Magnetic Dipole Antenna With All-Metal Structure and Open-Ended Stubs", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110401026B (zh) 一种具有近似椭圆滤波响应的磁电偶极子滤波天线
CN113675607B (zh) 一种平面多端口高隔离宽频带三工集成天线
CN108598696A (zh) 一种高增益毫米波圆极化介质谐振器阵列天线
CN110854525A (zh) 基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元结构
CN110011043A (zh) 四频双极化天线及无线通信设备
CN110911817A (zh) 具有高增益及高频陷波的双极化基站辐射阵子
CN110676580B (zh) 一种天线模组以及终端
CN113300125B (zh) 一种三模谐振的宽带天线
CN109037932B (zh) 宽带多贴片天线
CN108461912B (zh) 一种太赫兹微带天线
CN113937475A (zh) 具有宽阻抗带宽和谐波抑制功能的微带贴片天线
CN107359407B (zh) 一种基于短路墙结构的宽波束双极化微带天线
CN113097713A (zh) 一种宽带高增益微带磁偶极子天线
CN111816999B (zh) 一种加载短截线的微带偶极子天线
CN111509392B (zh) 一种基于微带线结构的波束高扫描率天线
CN210015958U (zh) 一种等边三角环结构缝隙宽带天线
CN112563735B (zh) 毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列
CN113794043A (zh) 一种双频双极化滤波基站天线
CN212303899U (zh) 一种新型四模缝隙宽带天线
Liu et al. Patch microstrip antenna with improving radiation performance for 2.4-GHz WLAN access point
Chang et al. Very-Low-Profile, Decoupled, Hybrid Two-Antenna System Using Top-Loaded, Coupled Strip Resonator for Notebook Computer Applications
CN220492202U (zh) 一种应用于x频段的宽带端射天线
JP3903671B2 (ja) 平面アンテナ
CN112821054B (zh) 一种高增益开槽微带贴片天线
CN111048901B (zh) 一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210709