CN118137131A - 一种Ku波段宽带低剖面天线 - Google Patents
一种Ku波段宽带低剖面天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118137131A CN118137131A CN202410490022.4A CN202410490022A CN118137131A CN 118137131 A CN118137131 A CN 118137131A CN 202410490022 A CN202410490022 A CN 202410490022A CN 118137131 A CN118137131 A CN 118137131A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- radiation patch
- slot
- primary
- antenna
- 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
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Ku波段宽带低剖面天线，包括介质基板（1）和设置于介质基板（1）上表面的辐射层；所述辐射层包括金属辐射贴片（2），所述金属辐射贴片（2）中设置有两个一次开槽（4）和两个二次开槽（5）；所述一次开槽（4）和二次开槽（5）均为U型开槽；其中，第一个一次开槽的开口向右且左侧与金属辐射贴片（2）的左侧重合，第二个一次开槽的开口向左且右侧与金属辐射贴片（2）的右侧重合；第一个二次开槽位于第一个一次开槽所围成的区域内，第二个二次开槽位于第二个一次开槽所围成的区域内。本发明能够在保证交底天线剖面的同时，使得天线具有足够的带宽。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，特别是涉及一种Ku波段宽带低剖面天线。
背景技术
天线设计指标关注在增益，带宽等。这些指标的优势往往与材料厚度有很大的关系，天线的带宽和厚度成正相关，但过厚的天线不利于进一步的工业设计，目前想要实现Ku波段的2G带宽，常用设计的厚度在3到5mm；若是要降低天线的剖面厚度，则带宽也会相应减小，无法实现在降低天线剖面的同时保证足够的带宽。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种Ku波段宽带低剖面天线，能够在保证交底天线剖面的同时，使得天线具有足够的带宽。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种Ku波段宽带低剖面天线，包括介质基板和设置于介质基板上表面的辐射层；
所述辐射层包括金属辐射贴片，所述金属辐射贴片中设置有两个一次开槽和两个二次开槽；
其中，所述一次开槽和二次开槽均为U型开槽；
其中，第一个一次开槽的开口向右且左侧与金属辐射贴片的左侧重合，第二个一次开槽的开口向左且右侧与金属辐射贴片的右侧重合；
第一个二次开槽位于第一个一次开槽所围成的区域内，第二个二次开槽位于第二个一次开槽所围成的区域内。
本发明的有益效果是：本发明基于天线金属辐射贴片的开槽，并增加寄生贴片的方式，能够在保证交底天线剖面的同时，使得天线具有足够的带宽。
附图说明
图1为本发明的天线结构示意图；
图2为对电流最强处开槽示意图及其反射系数示意图；
图3为贴片天线原理图；
图4为开双U型槽示意图及其反射系数示意图；
图5为加载4片寄生贴片示意图及其反射系数；
其中，1-介质基板，2-金属辐射贴片，3-金属寄生贴片，4-一次开槽，5-二次开槽，6-通孔。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种Ku波段宽带低剖面天线，包括介质基板1和设置于介质基板1上表面的辐射层；
所述辐射层包括金属辐射贴片2，所述金属辐射贴片2中设置有两个一次开槽4和两个二次开槽5；
其中，所述一次开槽4和二次开槽5均为U型开槽；
其中，第一个一次开槽的开口向右且左侧与金属辐射贴片2的左侧重合，第二个一次开槽的开口向左且右侧与金属辐射贴片2的右侧重合；
第一个二次开槽位于第一个一次开槽所围成的区域内，第二个二次开槽位于第二个一次开槽所围成的区域内。
在本申请的实施例中，所述辐射层还包括四片金属寄生贴片3，其中两片金属寄生贴片3位于金属辐射贴片2左侧，另外两片金属寄生贴片3位于金属辐射贴片2右侧。所述金属辐射贴片2和金属寄生贴片3均为矩形金属贴片。所述两个一次开槽4关于金属辐射贴片2的中心轴线呈轴对称。所述两个二次开槽5关于金属辐射贴片2的中心轴线呈轴对称。所述第一个二次开槽开口向右，且左侧金属辐射贴片2的左侧平行；所述第二个二次开槽开口向左，且右侧金属辐射贴片2的右侧平行。所述金属辐射贴片2上还设置有两个通孔6，其中一个通孔位于第一个一次开槽的上方，第二个通孔位于第一个一次开槽的下方；该通孔连同基板一起贯穿，通孔可以用于后续进一步控制谐振，同时为后续天线固定预留出螺丝空间。
所述天线还包括同轴馈电点，所述同轴馈电点设置于任意一个二次开槽的中央，用于进行馈电，并利用同轴的感性抵消一部分槽的容性特征。
在本申请的实施例中，目前想要实现Ku波段的2G带宽，常用设计的厚度在3到5mm；普通的1mm厚度的贴片天线带宽不到1％，想要实现2G带宽，即12.5％的宽带化贴片天线，并且使厚度继续降低，对于设计要求非常高。选材采用适合于共形弯折的RO5880材料，考虑其常用基本厚度0.254mm，0.508mm，1.016mm作为基本厚度，由高到低依次降低厚度，尝试可行性。
首先对于1.016mm引入缝隙时，发现双U型可以同时激发多个模式，且不形成简并，将频点临近，加深谐振后，可以形成2G带宽。选择将厚度继续减小，进一步实现超薄，这里对0.508mm的天线设计进行详细描述。
对于2G带宽的设计，中心思想是利用开槽实现多谐振，多种设计手段使谐振点毗邻，并加深谐振深度，依靠连续的谐振模式使宽带形成。普通的0.508mm的贴片天线，带宽仅为0.5GHz。观察其表面电流，对电流最强处进行开槽处理，调整参数进行设计优化后，反射系数如图2所示。不难发现其并未形成新的谐振点：由于两个谐振的模式过于临近，形成了简并模式，直观来看，中心频点偏移，简并模式会使得谐振深度加深。对于贴片天线，其原理图如图3所示。
对于贴片天线的谐振，可以将缝隙视为能等效成(G+jB)的并联谐振，对于开槽引入新的谐振，可以看作是引入新的电容电感，低频谐振可视作：
如图4所示，将缝隙间进行二次截断处理，形成两个相邻的缝隙，可以抵抗简并模式，形成低频频点的有效向低偏移。箭头指向两个谐振点。
为抵消开槽的容性，可以将馈电同轴结构馈点选在二次开槽中央，相当于串联电感，进一步加深谐振，促进分离第一次产生的模式简并。如图5所示，为加深谐振，可以加载4片寄生贴片。进一步地，在圆孔加载后，主要谐振片保持之前缝隙所激发TM21模式与主模TM10，模式相临，形成稳定2G的宽带天线。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：包括介质基板（1）和设置于介质基板（1）上表面的辐射层；
所述辐射层包括金属辐射贴片（2），所述金属辐射贴片（2）中设置有两个一次开槽（4）和两个二次开槽（5）；
其中，所述一次开槽（4）和二次开槽（5）均为U型开槽；
其中，第一个一次开槽的开口向右且左侧与金属辐射贴片（2）的左侧重合，第二个一次开槽的开口向左且右侧与金属辐射贴片（2）的右侧重合；
第一个二次开槽位于第一个一次开槽所围成的区域内，第二个二次开槽位于第二个一次开槽所围成的区域内。
2.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述辐射层还包括四片金属寄生贴片（3），其中两片金属寄生贴片（3）位于金属辐射贴片（2）左侧，另外两片金属寄生贴片（3）位于金属辐射贴片（2）右侧。
3.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述金属辐射贴片（2）和金属寄生贴片（3）均为矩形金属贴片。
4.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述两个一次开槽（4）关于金属辐射贴片（2）的中心轴线呈轴对称。
5.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述两个二次开槽（5）关于金属辐射贴片（2）的中心轴线呈轴对称。
6.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述第一个二次开槽开口向右，且左侧金属辐射贴片（2）的左侧平行；所述第二个二次开槽开口向左，且右侧金属辐射贴片（2）的右侧平行。
7.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述金属辐射贴片（2）上还设置有两个通孔（6），其中一个通孔位于第一个一次开槽的上方，第二个通孔位于第一个一次开槽的下方。
8.根据权利要求1所述的Ku波段宽带低剖面天线，其特征在于：所述天线还包括同轴馈电点，所述同轴馈电点设置于任意一个二次开槽的中央。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410490022.4A CN118137131A (zh) | 2024-04-23 | 2024-04-23 | 一种Ku波段宽带低剖面天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410490022.4A CN118137131A (zh) | 2024-04-23 | 2024-04-23 | 一种Ku波段宽带低剖面天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118137131A true CN118137131A (zh) | 2024-06-04 |
Family
ID=91246618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410490022.4A Pending CN118137131A (zh) | 2024-04-23 | 2024-04-23 | 一种Ku波段宽带低剖面天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118137131A (zh) |
-
2024
- 2024-04-23 CN CN202410490022.4A patent/CN118137131A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11431087B2 (en) | Wideband, low profile, small area, circular polarized UHF antenna | |
| Cai et al. | Design of compact air-vias-perforated SIW horn antenna with partially detached broad walls | |
| US7605769B2 (en) | Multi-ban U-slot antenna | |
| CN113346231B (zh) | 一种天线及可穿戴设备 | |
| CN110783704B (zh) | 双过孔探针馈电集成基片间隙波导圆极化天线 | |
| JP2016501460A (ja) | 集積型バランを伴う二重偏波電流ループ放射器 | |
| Kumar et al. | Wideband triple resonance patch antenna for 5G Wi-Fi spectrum | |
| CN110768014B (zh) | 集成基片间隙波导过孔簇馈电天线 | |
| CN109216904B (zh) | 一种宽带低剖面微带天线 | |
| Zaidi et al. | Design and optimization of a high gain multiband patch antenna for millimeter wave applications | |
| Chavali et al. | Wideband designs of regular shape microstrip antennas using modified ground plane | |
| CN118137131A (zh) | 一种Ku波段宽带低剖面天线 | |
| Fu et al. | A novel bandwidth-enhanced dual-polarized antenna with symmetrical closed-resonant-slot pairs | |
| CN115360525A (zh) | 一种宽带低剖面双圆极化的时间调制天线阵列 | |
| CN114400449A (zh) | 一种宽带圆极化二阶梯形介质谐振器天线设计方法 | |
| Li et al. | High-Gain Wideband Dielectric Resonator Antenna Based on Semi-Cylindrical Grooved Structure | |
| Triviño et al. | Enhancing the beamwidth of low profile single-fed microstrip antennas using parasitic elements | |
| Kavitha et al. | Metamaterial superstrate antenna design with gain enhancement | |
| CN114725672B (zh) | 一种应用于安装空间受限场景的宽带高增益天线 | |
| Zhang et al. | A compact millimeter-wave cavity-backed antenna with partially reflecting surface loaded | |
| Run et al. | A wideband GCPW-SIW fed slots antenna for millimeter-wave applications | |
| CN115548689B (zh) | 一种多模谐振的低剖面宽带超表面天线 | |
| CN219458018U (zh) | 电子器件 | |
| CN113904117B (zh) | 一种宽带高增益微带贴片天线 | |
| CN110854528B (zh) | 单过孔探针馈电集成基片间隙波导圆极化天线 |
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 |