CN217134664U - 一种极化方向不同的双贴片微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于微带天线结构技术领域，具体涉及一种极化方向不同的双贴片微带天线，包括：介质基片，包括辐射面和接地面；发射端，包括发射贴片和发射馈点，所述发射贴片设置在所述辐射面上；接收端，包括接收贴片和接收馈点，所述接收贴片设置在所述辐射面上；接地贴片，设置在所述接地面上；其中：所述发射端的极化方向与所述接收端的极化方向不同且不相对。本实用新型通过改变两个贴片天线的极化方向，可增大两个贴片天线之间的隔离度，可缩减两个贴片天线之间的距离，有利于双贴片天线应用于微型化雷达产品中。

Description

一种极化方向不同的双贴片微带天线

技术领域

本实用新型属于微带天线结构技术领域，尤其涉及一种5.8GHz高隔离度双贴片微带天线，具体涉及一种极化方向不同的双贴片微带天线。

背景技术

近些年随着智能设备的普及，越来越多的智能终端使用到了天线技术，天线作为通信、广播、雷达、制导等无线电应用系统的关键设备，随着技术的革新，天线在功能、设计及制造工艺上都发了巨大变化。微带天线的发展和应用有着广阔的市场和光明的前途。微带天线(microstrip antenna)在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地贴片，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成天线。

由于雷达一般需要有收发天线，收发天线会有两个辐射贴片，即发射贴片和接收贴片，模块小型化要求两个贴片之间的距离越来越小，而发射贴片和接收贴片之间的隔离度制约了雷达小型化的应用。现有的5.8GHz雷达侧馈微带双天线收发天线之间隔离度差，在靠近金属时接收端容易饱和，实际应用场景受限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种极化方向不同的双贴片微带天线，具体通过改变发射贴片与接收贴片的极化方向，降低由于极化方向相同导致的相互干扰，进而增大了两个贴片之间的隔离度。本实用新型所提供的双贴片微带天线，还具有在靠近金属时接收端不易饱和的优点。

为了达到上述技术目的，本实用新型所采用的具体技术方案为：

一种极化方向不同的双贴片微带天线，包括：

介质基片，包括辐射面和接地面；

发射端，包括电导通设置的发射贴片和发射馈点，所述发射贴片设置在所述辐射面上；

接收端，包括电导通设置的接收贴片和接收馈点，所述接收贴片设置在所述辐射面上；

接地贴片，设置在所述接地面上，形成所述发射贴片和所述接收贴片的参考地；

其中：所述发射端的极化方向与所述接收端的极化方向不同且不相对。

进一步的，所述发射馈点和所述接收馈点设置在所述辐射面上，分别基于发射馈线和接收馈线与所述发射贴片和接收贴片电导通。

进一步的，所述发射馈点和所述接收馈点设置在所述接地面上，分别穿过所述介质基片与所述发射贴片和所述接收贴片电导通。

进一步的，所述发射端的极化方向与所述接收端的极化方向正交分布。

进一步的，所述发射贴片和接收贴片均为长方形贴片且形状相同；所述发射馈点处于所述发射贴片最长边的中垂线上；所述接收馈点处于所述接收贴片最长边的中垂线上。

进一步的，所述发射贴片和接收贴片均为圆形贴片且形状相同。

进一步的，所述发射贴片和接收贴片均为正方形贴片且形状相同；所述发射馈点处于所述发射贴片的对角线上；所述接收馈点处于所述接收贴片的对角线上。

采用上述技术方案，本实用新型还能够带来以下有益效果：

当微带天线的发射端的极化方向与接收端的极化方向不同且不相对时，在发射贴片与辐射贴片之间距离相同的情况下，发射端与接收端之间信号干扰性减弱，隔离度增加，此时还可以在辐射面上缩小发射贴片与接收贴片之间的相对距离，进而削减介质基片的面积，使整个微带天线的面积减少；本实用新型能够在不影响微带天线性能的基础上缩减天线尺寸，有益于促进电子设备朝小型化、集成化的方向发展，或在保持微带天线面积不变的基础上减弱发射端与接收端之间的信号干扰，增加微带天线的应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型具体实施方式中一种5.8GHz高隔离度侧馈微带双贴片微带天线的辐射贴片布局图；

图2为本实用新型具体实施方式中一种5.8GHz高隔离度侧馈微带双贴片微带天线的S参数图；

图3为本实用新型具体实施方式中一种5.8GHz高隔离度侧馈微带双贴片微带天线的E面辐射方向图和H面辐射方向图；

图4为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图5为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图6为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图7为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图8为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图9为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图10为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图11为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

图12为本实用新型具体实施方式中的辐射面布局图；

其中：1、介质基片；2、发射贴片；3、发射馈线；4、发射馈点；5、接收贴片；6、接收馈线；7、接收馈点。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本实用新型，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

在本实用新型的一个实施例中，提出一种极化方向不同的双贴片微带天线。

本实施例双贴片微带天线的原理为：

在介质基片1的一个端面刻蚀相互电隔离的金属材质的发射贴片2和接收贴片5，另一个端面刻蚀同为金属材质的接地贴片；同时，分别为发射贴片2和接收贴片5设置能够实现阻抗匹配的馈电点(发射馈点4、接收馈点7)，接地贴片接地。

发射馈点4和接收馈点7为与信号接收设备和信号发生设备连接的两个点，不是具体设备，在介质基片1的两个端面均可设置。

两个馈点设置在分布有发射贴片2和接收贴片5的一面(辐射面)时，刻蚀金属材质的发射馈线3和接收馈线6分别与发射贴片2和接收贴片5导通；实施时，通过调整发射馈线3和接收馈线6的结构、长度、材质、厚度等完成与发射贴片2和接收贴片5的阻抗匹配；发射馈点4为发射馈线3远离发射贴片2的一端，接收馈点7为接收馈线6远离接收贴片5的一端，如图1、4、5、6、7所示。

两个馈点设置在分布有接地贴片的一面(接地面)时，实施时，在发射贴片2处和接收贴片5处打孔，打孔均直接穿过介质基片1到达接地面，之后在孔内壁进行金属填充，通过调整金属填充物的厚度、材质等完成与发射贴片2和接收贴片5的阻抗匹配；这两个孔处于接底面的一端分别形成发射馈点4和接收馈点7，如图8-11所示。

无线电波到达时，由于接收贴片5与接地贴片之间的电容效应，接收贴片5上产生感应电流，感应电流通过接收馈点7传输至信号接收设备，形成信号接收。

信号产生设备的电信号到达发射馈点4时，由于发射贴片2与接地贴片之间的电容效应，发射贴片2上产生无线电波，形成信号发送。

本实施例的发射端(包括发射贴片2和发射馈点4)与接收端(包括接收贴片5和接收馈点7)规格相同，发射贴片2内部最长连线远离连接发射馈点4处的方向为发射贴片2的极化方向，接收贴片5内部最长连线远离连接接收馈点7处的方向为接收贴片5的极化方向，本实施例通过改变这两个方向，使其不平行且相对，就可以降低两组贴片之间的干扰，进而增加两个贴片之间的隔离度。

在一个实施例中，提出一种5.8GHz高隔离度侧馈微带双贴片微带天线，其馈点设置在辐射面上，馈点与贴片通过馈线连接。如图1所示，包括：

介质基片1，上下两面分别为辐射面和接地面；介质基片1材料为FR4；

发射端，设置在辐射面上，包括发射贴片2和发射馈线3；发射馈线3一端与所发射贴片2连接，另一端为发射馈点4；发射贴片2的材质为铜，通过刻蚀工艺贴合在辐射面上，发射馈线3起阻抗变换作用和相位平衡作用，为了匹配5.8GHz雷达信号，阻抗设计为50欧姆；

接收端，设置在辐射面上；包括接收贴片5和接收馈线6；接收馈线6的一端与接收贴片5连接，另一端为接收馈点7；接收贴片5的材质为铜，通过刻蚀工艺贴合在辐射面上，接收馈线6起阻抗变换作用和相位平衡作用，为了匹配5.8GHz雷达信号，阻抗设计为50欧姆；

接地贴片，设置在介质基片1的另一个端面，接地贴片的材质为铜，通过刻蚀工艺贴合在接地面上；

其中：发射端的极化方向与接收端的极化方向不同且不相对，为了达到极化方向的方向不同且不相对。在本实施例中，只需改变改变发射贴片2的内部最长连线与接收贴片5内部最长的夹角，使这两条连线不处于同一直线上且不平行，角度任意均可。

在本实施例中，当微带天线的发射端的极化方向与接收端的极化方向不同且不相对时，在发射贴片2与辐射贴片之间距离相同的情况下，发射端与接收端之间信号扰性减弱，隔离度增加，此时可以在辐射面上缩小发射贴片2与接收贴片5之间的相对距离，进而削减介质基片1的面积，使整个微带天线的面积减少；本实用新型能够在不影响微带天线性能的基础上缩减天线尺寸，有益于促进电子设备朝小型化、集成化的方向发展，或在保持微带天线面积不变的基础上减弱发射端与接收端之间的信号干扰，增强微带天线的性能。

在一个实施例中，如图1、图4-图7所示，发射端的极化方向与接收端的极化方向正交分布，实现两个极化方向分布的具体方式为：改变发射贴片2的内部最长连线与接收贴片5内部最长的夹角，使这两条连线垂直。

在本实施例中，当发射端的极化方向与接收端的极化方向正交分布时，在发射贴片2与接收贴片5之间距离相同的情况下，发射端与接收端之间的信号干扰性最弱，隔离度最高。

在一个实施例中，如图1所示，发射贴片2和接收贴片5均为长方形贴片且形状相同；接收馈线3连接接收贴片5的一个最长边的中点，发射馈线6连接发射贴片2的一个最长边的中点，发射馈点4处于发射贴片2最长边的中垂线上；所述接收馈点7处于接收贴片5最长边的中垂线上；发射贴片2与接收贴片5以发射馈点4和接收馈点7的连线的中垂线左右不对称。

本实施例在成本和性能上与侧馈微带双天线方案相当，其仿真模拟结果如图2和图3所示，发射贴片2与接收贴片5之间的隔离度能够增大到35dB以上，在雷达产品应用时可以提高性能，从而实现了模块高性能、易应用的目的。与现有技术相比，在雷达产品应用时可以提高性能，从而实现了模块高性能、易应用的目的。

在一个实施例中，如图4所示，为了在提高隔离度的同时缩小天线面积，发射贴片2和接收贴片5均为长方形贴片且形状相同；接收馈线3连接接收贴片5的一个最长边的中点，发射馈线6连接发射贴片2的一个最长边的中点，发射馈点4处于发射贴片2最长边的中垂线上；接收馈点7处于接收贴片5最长边的中垂线上；发射贴片2与接收贴片5以发射馈点4和接收馈点7的连线的中垂线左右对称。本实施例可以在提高天线性能的同时最大程度缩减天线的面积。

在一个实施例中，如图5所示，发射贴片2和接收贴片5均为圆形贴片且形状相同；发射馈线连接发射贴片2的边缘；所接收馈线6连接接收贴片5的边缘；发射贴片2与接收贴片5以发射馈点4和接收馈点7的连线的中垂线左右不对称，本实施例可以在天线面积不变的情况下增加隔离度，提高天线性能。

在一个实施例中，如图6所示，发射贴片2和接收贴片5均为圆形贴片且形状相同；发射馈线连接发射贴片2的边缘；所接收馈线6连接接收贴片5的边缘；发射贴片2与接收贴片5以发射馈点4和接收馈点7的连线的中垂线左右对称，本实施例可以在提高天线性能的同时缩减介质基片的面积。

在一个实施例中，如图7所示，发射贴片2和接收贴片5均为正方形贴片且形状相同；发射馈线连接发射贴片2的一角；所接收馈线6连接接收贴片5的一角；发射贴片2与接收贴片5以发射馈点4和接收馈点7的连线的中垂线左右对称。本实施例可以在提高天线性能的同时缩减介质基片的面积。

实施例2

本实施例提出一种高隔离度背馈双贴片微带天线，应用于5.8GHz双收发面阵列雷达的信号收发，本实施例的微带天线通过背馈的方式进行设置，可以将两个微带天线叠加，两个辐射面向外，组成双收发面阵列雷达。

如图8所示，包括：

介质基片1，两个端面分别为辐射面和接地面；介质基片1材料为FR4；

发射端，设置在辐射面上，包括发射贴片2和发射馈点4；发射贴片2设置在辐射面上，发射馈点4设置在接地面上，穿过介质基片1与发射贴片2导通；发射贴片2的材质为铜，通过刻蚀工艺贴合在辐射面上，发射馈点4使得电路中的反射波变弱，从而减少损耗。同时对器件的增益，噪声，输出功率也有重要的影响；

接收端，包括接收贴片5和接收馈点7；接收贴片5设置在辐射面上，接收馈点7设置在接地面上，穿过介质基片1与接收贴片5导通；接收馈点7使得电路中的反射波变弱，从而减少损耗。同时对器件的增益，噪声，输出功率也有重要的影响。

接地贴片，设置在接地面上；接地贴片的材质为铜，通过刻蚀工艺贴合在接地面上；

在本实施例中，当微带天线的发射端的极化方向与接收端的极化方向不同且不相对时，在发射贴片2与辐射贴片之间距离相同的情况下，发射端与接收端之间信号扰性减弱，隔离度增加，此时可以在辐射面上缩小发射贴片2与接收贴片5之间的相对距离，进而削减介质基片1的面积，使整个微带天线的面积减少；本实用新型能够在不影响微带天线性能的基础上缩减天线尺寸，有益于促进电子设备朝小型化、集成化的方向发展，或在保持微带天线面积不变的基础上减弱发射端与接收端之间的信号干扰，增强微带天线的性能。

在一个实施例中，如图8-图12所示，发射端的极化方向与接收端的极化方向正交分布，实现两个极化方向分布的具体方式为：改变接收贴片5-接收馈点7的连线与发射贴片2-发射馈点4的连线之间的角度，使这两条连线垂直。

在本实施例中，当发射端的极化方向与接收端的极化方向正交分布时，在发射贴片2与接收贴片5之间距离相同的情况下，发射端与接收端之间的信号干扰性最弱，隔离度最高。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种极化方向不同的双贴片微带天线，其特征在于，包括：

介质基片，包括辐射面和接地面；

发射端，包括电导通设置的发射贴片和发射馈点，所述发射贴片设置在所述辐射面上；

接收端，包括电导通设置的接收贴片和接收馈点，所述接收贴片设置在所述辐射面上；

接地贴片，设置在所述接地面上，形成所述发射贴片和所述接收贴片的参考地；

其中：所述发射端的极化方向与所述接收端的极化方向不同且不相对。

2.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述发射馈点和所述接收馈点设置在所述辐射面上，分别基于发射馈线和接收馈线与所述发射贴片和接收贴片电导通。

3.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述发射馈点和所述接收馈点设置在所述接地面上，分别穿过所述介质基片与所述发射贴片和所述接收贴片电导通。

4.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于：所述发射端的极化方向与所述接收端的极化方向正交分布。

5.根据权利要求4所述的微带天线，其特征在于：所述发射贴片和接收贴片均为长方形贴片且形状相同；所述发射馈点处于所述发射贴片最长边的中垂线上；所述接收馈点处于所述接收贴片最长边的中垂线上。

6.根据权利要求4所述的微带天线，其特征在于：所述发射贴片和接收贴片均为圆形贴片且形状相同。

7.根据权利要求4所述的微带天线，其特征在于：所述发射贴片和接收贴片均为正方形贴片且形状相同；所述发射馈点处于所述发射贴片的对角线上；所述接收馈点处于所述接收贴片的对角线上。

Images