CN211980885U - 一种基于超表面的圆极化天线 - Google Patents
一种基于超表面的圆极化天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211980885U CN211980885U CN202020446744.7U CN202020446744U CN211980885U CN 211980885 U CN211980885 U CN 211980885U CN 202020446744 U CN202020446744 U CN 202020446744U CN 211980885 U CN211980885 U CN 211980885U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- patch
- antenna
- super surface
- dielectric plate
- dielectric
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 12
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于超表面的的圆极化天线，其由双层介质板贴片构成，一层为超表面，另一层为微带贴片天线，介质板的材质为FR4；超表面采用4*4矩形切角单元构成；微带贴片天线在介质板上端置于一个长条形贴片，并在接地板中央开一条长缝，其位置与介质板上层的贴片呈十字正交对称；天线采用同轴背馈的馈电方式，通过优化馈电点位置，调整天线的匹配性能，仿真结果表明，本实用新型通过加载矩形切角超表面增加了天线的工作带宽，同时实现了天线由线极化至圆极化的特性转换，并且易于集成。
Description
技术领域
本实用新型涉及贴片天线设计和超材料领域，尤其涉及一种基于超表面的圆极化天线。
背景技术
随着移动通信技术不断进步，天线逐渐向小型化、集成化，高效性方面发展。传统的线极化天线存在着抗干扰弱、普适性差等缺点。相比普通的线极化天线，圆极化天线能在比较复杂恶劣的天气里传播且抗干扰能力强，在无线通信、雷达系统、天气预测等领域应用广泛。
平面贴片天线以其低剖面，可集成化，易组阵等特点越来越受到人们的青睐。缝隙平板天线是一种典型的平面天线，符合现代无线通信系统发展的趋势和要求，受到人们的广泛关注与研究，其最大的特点是低剖面，具有良好的平装结构，易于与安装物体共形，因而被称为“薄纸”天线。超表面即为超材料的二维平面结构，超材料实际上是人工设计的各式形状的金属单元构成的一种新型材料，其单元排布可能是规律的也可能是随散的。超材料研究的兴起为贴片天线集成化的进一步发展提供了新的途径。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种加载频率选择表面的圆形超宽带微带天线。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种基于超表面的的圆极化天线，其由上下双层介质板贴片构成，上层为超表面，下层为微带贴片天线；超表面由矩形切角贴片单元构成；微带贴片天线在介质板上端置于一个长条形贴作为辐射贴片；所述微带贴片天线下层接地板中央位置开一条长缝，其与介质板上层的长条形贴片呈十字正交对称；所述贴片天线采用同轴背馈的馈电方式，馈电点位于介质板上面的辐射贴片处。
进一步的，所述介质板为FR4介质基板，介电常数为4.4，厚度 h＝1.6mm。
再进一步的，下层圆形所述介质板的半径为R＝36mm，长条贴片长度为fl＝24.5mm、宽度为fw＝2.5mm；缝隙长度为Sl＝21mm，宽度为 Sw＝2.5mm；长条贴片高出缝隙的长度为fy＝2mm。馈电点参数 p＝1.25mm。
更进一步的，上层圆形所述介质板的半径R＝36mm，切角矩形边长 a＝17.6mm，去掉的等腰直角三角形直角边长b＝5.6mm，两个切角矩形间距c＝0.6mm。
优选的，所述超表面和微带贴片天线为紧密结合的组装方式，超表面在上，微带贴片天线在下。
综上所述本实用新型具有以下有益效果：
(1)矩形切角超表面的加载增加了天线的工作带宽，同时实现了源天线的极化转换，由线极化转换到圆极化；
(2)微带贴片天线采用长条形贴片作为辐射贴片并在接地板中央开一个矩形长缝与辐射贴片成十字正交型，这能很好地产生线极化波；
(3)二者紧密贴合的组装方式缩减了天线的空间。
附图说明
图1本实用信息结构示意图；
图2微带贴片天线结构示意图；
图3矩形切角超表面结构示意图；
图4未加载超表面时天线S11图；
图5加载超表面后天线S11图；
图6加载超表面后天线轴比图。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
下面结合附图尺寸和具体仿真数据对本实用新型做更详细的阐述说明；
如图1、2、3所示，一种基于超表面的的圆极化天线，其由上下双层介质板贴片构成，上层为超表面1，下层为微带贴片天线2；超表面1由矩形切角贴片1-1单元构成；微带贴片天线2在介质板上端置于一个长条形贴作为辐射贴片2-1；微带贴片天线下层接地板中央位置开一条长缝2-2，其与介质板上层的长条形贴片呈十字正交对称；贴片天线采用同轴背馈的馈电方式，馈电点2-3位于介质板上面的辐射贴片2-1处。
进一步的，所述介质板为FR4介质基板，介电常数为4.4，厚度 h＝1.6mm。
再进一步的，下层圆形所述介质板的半径为R＝36mm，长条贴片长度为fl＝24.5mm、宽度为fw＝2.5mm；缝隙长度为Sl＝21mm，宽度为Sw＝2.5mm；长条贴片高出缝隙的长度为fy＝2mm。馈电点参数 p＝1.25mm。
更进一步的，上层圆形所述介质板的半径R＝36mm，切角矩形边长 a＝17.6mm，去掉的等腰直角三角形直角边长b＝5.6mm，两个切角矩形间距c＝0.6mm。
优选的，所述超表面和微带贴片天线为紧密结合的组装方式，超表面在上，微带贴片天线在下。
馈电方式为同轴背馈，特性阻抗为50Ω，天线结构图如图2所示。超表面结构如图3所示。
通过在源天线上加载超表面以实现扩展天线的工作带宽、提升天线增益的目的，图4为未加载超表面时微带贴片天线的S11图，从图中可以看出天线在-10dB以下的带宽为3.19GHz-3.78GHz，阻抗带宽达到16.86％。图5为加载超表面后天线的S11图，从图上可以看出加载后天线在-10dB以下的带宽为2.6GHz-4.4GHz，相对带宽达到51％。
采用切角矩形超表面加载在微带贴片天线上，原来的线极化转变为圆极化。图6为其加载后的轴比图。从图上可以看出天线在 2.88GHz-3.5GHz之间轴比在6dB以下，说明加载超表面后天线在此频段具有圆极化效果，其轴比带宽达到17.7％。
通过对天线进行优化设计和仿真分析，最后得到天线的优化尺寸。下层介质板上长条贴片长度为fl＝24.5mm、宽度为fw＝2.5mm；缝隙长度为Sl＝21mm，宽度为Sw＝2.5mm；长条贴片高出缝隙的长度为 fy＝2mm。馈电点参数p＝1.25mm。上层圆形介质板其半径R＝36mm，切角矩形边长a＝17.6mm，去掉的等腰直角三角形直角边长b＝5.6mm，两个切角矩形间距c＝0.6mm。
以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。
Claims (5)
1.一种基于超表面的圆极化天线，其由上下双层介质板贴片构成，上层为超表面，下层为微带贴片天线，其特征在于：超表面由矩形切角贴片单元构成；微带贴片天线在介质板上端置于一个长条形贴作为辐射贴片；所述微带贴片天线下层接地板中央位置开一条长缝，其与介质板上层的长条形贴片呈十字正交对称；所述贴片天线采用同轴背馈的馈电方式，馈电点位于介质板上面的辐射贴片处。
2.根据权利要求1所述的一种基于超表面的圆极化天线，其特征在于：所述介质板为FR4介质基板，介电常数为4.4，厚度h＝1.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于超表面的圆极化天线，其特征在于：下层圆形所述介质板的半径为R＝36mm，长条贴片长度为fl＝24.5mm、宽度为fw＝2.5mm；缝隙长度为Sl＝21mm，宽度为Sw＝2.5mm；长条贴片高出缝隙的长度为fy＝2mm；馈电点参数p＝1.25mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于超表面的圆极化天线，其特征在于：上层圆形所述介质板的半径R＝36mm，切角矩形边长a＝17.6mm，去掉的等腰直角三角形直角边长b＝5.6mm，两个切角矩形间距c＝0.6mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于超表面的圆极化天线，其特征在于：所述超表面和微带贴片天线为紧密结合的组装方式，超表面在上，微带贴片天线在下。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020446744.7U CN211980885U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种基于超表面的圆极化天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020446744.7U CN211980885U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种基于超表面的圆极化天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211980885U true CN211980885U (zh) | 2020-11-20 |
Family
ID=73382537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020446744.7U Expired - Fee Related CN211980885U (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 一种基于超表面的圆极化天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211980885U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113690597A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-23 | 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 | 一种基于超表面的低剖面宽带圆极化天线 |
| CN116315702A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-06-23 | 北京星英联微波科技有限责任公司 | 低剖面宽带圆极化天线及其阵列 |
-
2020
- 2020-03-31 CN CN202020446744.7U patent/CN211980885U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113690597A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-23 | 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 | 一种基于超表面的低剖面宽带圆极化天线 |
| CN113690597B (zh) * | 2021-08-09 | 2024-03-26 | 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 | 一种基于超表面的低剖面宽带圆极化天线 |
| CN116315702A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-06-23 | 北京星英联微波科技有限责任公司 | 低剖面宽带圆极化天线及其阵列 |
| CN116315702B (zh) * | 2022-12-16 | 2023-11-03 | 北京星英联微波科技有限责任公司 | 低剖面宽带圆极化天线及其阵列 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105305045B (zh) | T型/斜l型引流缝隙双频宽带双圆极化微带叠层天线 | |
| CN103515710B (zh) | 一种基于半模基片集成波导的双频段缝隙天线 | |
| CN106654555B (zh) | 一种小型非对称高隔离度uwb-mimo天线 | |
| CN109768380B (zh) | 基于三模谐振的超低剖面贴片天线、无线通信系统 | |
| CN211980885U (zh) | 一种基于超表面的圆极化天线 | |
| CN100463289C (zh) | 用于3g系统移动终端的平面螺旋微带天线 | |
| CN209232942U (zh) | 一种矩形环型宽频带双频天线 | |
| CN107359420B (zh) | 小型化高增益双频段圆极化天线 | |
| CN1684302A (zh) | 超宽带梯形地板印刷单极天线 | |
| US20130021207A1 (en) | Coplanar-waveguide fed monopole antenna | |
| CN109462030B (zh) | 一种新型s波段宽频微带贴片天线 | |
| CN109449578B (zh) | 一种结构紧凑型宽频带准全向天线 | |
| CN106410394A (zh) | 一种共形双频单极子天线结构 | |
| CN201887151U (zh) | 极宽带平面单极子天线 | |
| CN207542393U (zh) | 一种齿状超宽带天线 | |
| CN101764287B (zh) | 切口叉指形印制单极超宽带天线 | |
| CN204348908U (zh) | 小型化北斗b3微带天线 | |
| EP2390955A1 (en) | Wideband L-shaped circular polarized monopole slot antenna | |
| CN108429010A (zh) | 一种基于调制超表面的超宽带双端射天线 | |
| CN109687126B (zh) | 一种拟c型结构的圆极化微带天线 | |
| CN109980347B (zh) | 一种共面波导馈电的单极微带天线 | |
| CN108777351B (zh) | 一种用于5g通信的mimo平面天线系统及其移动终端 | |
| CN116613538A (zh) | 一种低剖面小型化宽带超表面天线 | |
| CN111478035A (zh) | 基于共面波导馈电的柔性双阻带uwb-mimo天线 | |
| CN1825703A (zh) | Uhf波段小型化宽带宽波束缝隙天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201120 |