CN217134673U - 一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，涉及一种贴片天线，包括介质基板、辐射贴片和金属地板，辐射贴片的四个角部均设置有一个弧形外凸体，每个弧形外凸体的正下方均设置有一个用于电联辐射贴片和金属地板的金属化通孔；辐射贴片上绕其轴均匀开设有四个馈电缺口，辐射贴片中相邻的两个角部之间设置有一个与二者等间距的馈电缺口，每个馈电缺口内均设置有一个与其互不接触且处于介质基板上表面的馈电枝节，每个馈电枝节背离辐射贴片的端部均处于辐射贴片的外侧，且该端的正下方设置有顶端与其连接底端贯穿介质基板与金属地板连接的馈电金属探针；本实用新型采用L型馈电结构可以有效的改善天线的轴比波束宽度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种贴片天线，尤其涉及一种具有宽轴比波束特性的毫米波圆极化天线。
背景技术
现在的无线通信技术正在快速发展来满足人们对信息需求。随着5G时代的到来，毫米波频段逐渐被越来越多的利用，毫米波天线的设计就变得非常的需要。同时圆极化天线可以有效的减小收发天线的极化失配，改善通信系统的通信质量；但是一般圆极化天线仅在主辐射方向上具有良好的3dB轴比特性，所具有的3dB轴比波束宽度较窄，为了进一步的改善无线通信的信号覆盖度，对于具有宽3dB轴比波束的毫米波圆极化天线也就显得十分重要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，以解决现有技术中仅在主辐射方向上具有良好的3dB轴比特性的技术问题。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，包括介质基板、处于介质基板上表面的辐射贴片和处于介质基板下表面的金属地板，所述辐射贴片与所述介质基板同轴分布且所述辐射贴片的横截面积小于所述介质基板的横截面积，所述辐射贴片的四个角部均设置有一个与其为一体的弧形外凸体，每个所述弧形外凸体的正下方均设置有一个与其同轴分布且开设在所述介质基板上用于电联辐射贴片和金属地板的金属化通孔，所述金属化通孔的内径小于所述弧形外凸体的外径；所述辐射贴片上绕其轴均匀开设有四个馈电缺口，所述辐射贴片中相邻的两个角部之间设置有一个与二者等间距的馈电缺口，每个所述馈电缺口内均设置有一个与其互不接触且处于介质基板上表面的馈电枝节，每个所述馈电枝节背离辐射贴片的端部均处于辐射贴片的外侧，且该端的正下方设置有顶端与其连接底端贯穿所述介质基板与所述金属地板连接的馈电金属探针。
进一步，所述介质基板和所述辐射贴片均为方形结构。
进一步，所述馈电缺口和馈电枝节的形状均为矩形。
进一步，所述介质基板的边长W＝10mm，厚度h＝0.508mm，介电常数为2.2，损耗角tanδ＝0.02。
进一步，所述辐射贴片的边长Wp＝6.8mm，所述馈电枝节朝向辐射贴片中心方向的长边边长Lf＝2.4mm，所述馈电枝节临近辐射贴片中心处的端部与和其对应的馈电缺口临近辐射贴片中心处的端部之间的间距Ws＝0.3mm，所述馈电枝节的宽度Wf＝1mm。
进一步，设空间直角坐标系o-xyz包括：原点o、x轴、y轴、z轴；当所述介质基板的顶部平行于空间直角坐标系o-xyz的xoy面且介质基板的一个侧边与x轴或y轴所在方向平行时，所述微带贴片天线的结构在空间直角坐标系的y轴方向上和x轴方向上均为对称结构。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：
本实用新型提供的一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线具有良好的圆极化特性和较宽的3dB轴比波束宽度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图示意图。
图3为所述天线的S11参数图。
图4为天线的实增益的示意图。
图5为天线在32GHz时E面的3dB轴比波束宽度示意图。
图6为天线在32GHz时H面的3dB轴比波束宽度示意图。
图7为天线在32GHz时E面的辐射方向图。
图8为天线在32GHz时H面的辐射方向图。
图中：1、介质基板；2、辐射贴片；3、金属地板；4、弧形外凸体；5、金属化通孔；6、馈电缺口；7、馈电枝节；8、馈电金属探针。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例
结合附图1-8，本实施例提供一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，微带贴片天线的组成包括介质基板1、处于介质基板1上表面的辐射贴片2和处于介质基板1下表面的金属地板3，本实施例中介质基板1为方形结构，采用Rogers5880，其边长W＝10mm，厚度h＝0.508mm，介电常数为2.2，损耗角tanδ＝0.02，金属地板3的形状与介质基板1相同；而辐射贴片2在本实施例中也为方形结构，其与介质基板1同轴分布且其横截面积小于介质基板1的横截面积，在本实施例中辐射贴片2边长Wp＝6.8mm，辐射贴片2的每个边均与介质基板1中与其临近的边平行设置。
其次，在辐射贴片2的四个角部均设置有一个与其为一体的弧形外凸体4，四个弧形外凸体4绕辐射贴片2的中心处旋转均匀分布，每个弧形外凸体4的正上方均设置有一个开设在介质基板1上用于电联辐射贴片2和金属地板3的金属化通孔5，金属化通孔5的内径小于与其对应的弧形外凸体4的外径且二者同轴分布；其中弧形外凸体4处于金属化通孔5外的具体尺寸按照实际加工情况中可以做到的最小尺寸为准。
特别的，本实施例中，辐射贴片2上还绕其轴均匀开设有四个馈电缺口6，四个馈电缺口6与四个弧形外凸体4间隔设置，即辐射贴片2中相邻两个角部之间设置有一个馈电缺口6，且每个馈电缺口6与和其相邻的辐射贴片2中的两个角部等间隔设置，每个馈电缺口6内均设置有一个与其互不接触且设于介质基板1上表面上的馈电枝节7，并且每个馈电枝节7背离辐射贴片2中心处的端部均处于辐射贴片2的外侧，且该端部的正下方设置有顶端与其连接而底端贯穿介质基板1与金属地板3连接的馈电金属探针8。
且本实施例中，馈电缺口6和馈电枝节7的形状均为矩形，馈电枝节7朝向辐射贴片2中心方向的长边边长Lf＝2.4mm，馈电枝节7临近辐射贴片2中心处的端部与和其对应的馈电缺口6临近辐射贴片2中心处的端部之间的间距Ws＝0.3mm，馈电枝节7的宽度Wf＝1mm。
令空间直角坐标系o-xyz包括：原点o、x轴、y轴、z轴，本实施例中令述介质基板1的顶部平行于空间直角坐标系o-xyz的xoy面且介质基板1的一个侧边与x轴或y轴所在方向平行，此时本实施例提供的微带贴片天线的结构在空间直角坐标系的y轴方向上和x轴方向上均为对称结构。
本实施例中通过采用馈电枝节7和馈电金属探针8构成L型馈电结构对辐射贴片2进行馈电，四个馈电金属探针8均采用50欧姆的同轴馈电端口进行馈电，馈电相位依次为0°、90°、180°和270°从而获得了良好的圆极化辐射特性，采用L型馈电结构可以有效的改善天线的轴比波束宽度，并通过四个金属化通孔5的加载，进一步的拓宽了天线的3dB轴比波束宽度。
本实施例采用的技术指标如下：
中心频率：32.5GHz
S11<-10dB
轴比<3dB
极化方式：LHCP
轴比波束宽度:130°
天线增益：10dBi
后向交叉极化最大增益:-20dBi
本实施例提供的微带贴片天线的S11参数如图3所示，可以看出天线的工作频带为31.25-33.25GHz；
结合图4天线的增益与频率的变化曲线，可以看出在工作频带内，所设计的圆极化天线具有较高的辐射增益，可以达到10dBi，且变化稳定；
结合图5和图6天线的E面和H面的轴比与角度的变化曲线，可以看出当前所设计的天线具有较宽的轴比波束，可以达到130°；
结合图7和图8天线的E面和H面的辐射方向图，可以看出当前的天线具有良好的辐射特性，且在后向的交叉极化辐射增益小于-20dBi。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，包括介质基板、处于介质基板上表面的辐射贴片和处于介质基板下表面的金属地板，其特征在于，所述辐射贴片与所述介质基板同轴分布且所述辐射贴片的横截面积小于所述介质基板的横截面积，所述辐射贴片的四个角部均设置有一个与其为一体的弧形外凸体，每个所述弧形外凸体的正下方均设置有一个与其同轴分布且开设在所述介质基板上用于电联辐射贴片和金属地板的金属化通孔，所述金属化通孔的内径小于所述弧形外凸体的外径；所述辐射贴片上绕其轴均匀开设有四个馈电缺口，所述辐射贴片中相邻的两个角部之间设置有一个与二者等间距的馈电缺口，每个所述馈电缺口内均设置有一个与其互不接触且处于介质基板上表面的馈电枝节，每个所述馈电枝节背离辐射贴片的端部均处于辐射贴片的外侧，且该端的正下方设置有顶端与其连接底端贯穿所述介质基板与所述金属地板连接的馈电金属探针。
2.根据权利要求1所述的一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，其特征在于，所述介质基板和所述辐射贴片均为方形结构。
3.根据权利要求2所述的一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，其特征在于，所述馈电缺口和馈电枝节的形状均为矩形。
4.根据权利要求3所述的一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，其特征在于，所述介质基板的边长W＝10mm，厚度h＝0.508mm，介电常数为2.2，损耗角tanδ＝0.02。
5.根据权利要求3所述的一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，其特征在于，所述辐射贴片的边长Wp＝6.8mm，所述馈电枝节朝向辐射贴片中心方向的长边边长Lf＝2.4mm，所述馈电枝节临近辐射贴片中心处的端部与和其对应的馈电缺口临近辐射贴片中心处的端部之间的间距Ws＝0.3mm，所述馈电枝节的宽度Wf＝1mm。
6.根据权利要求5所述的一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线，其特征在于，设空间直角坐标系o-xyz包括：原点o、x轴、y轴、z轴；当所述介质基板的顶部平行于空间直角坐标系o-xyz的xoy面且介质基板的一个侧边与x轴或y轴所在方向平行时，所述微带贴片天线的结构在空间直角坐标系的y轴方向上和x轴方向上均为对称结构。
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| CN202221188231.6U CN217134673U (zh) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | 一种具有较宽3dB轴比波束的毫米波圆极化微带贴片天线 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116632526A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种带有小型化地平面的圆极化微带贴片天线 |
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2022
- 2022-05-18 CN CN202221188231.6U patent/CN217134673U/zh active Active
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| CN116632526A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种带有小型化地平面的圆极化微带贴片天线 |
| CN116632526B (zh) * | 2023-07-24 | 2023-10-31 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种带有小型化地平面的圆极化微带贴片天线 |
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