CN217334395U - 一种具有端射特性的宽带微带贴片天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，属于天线技术领域。采用辐射贴片，辐射贴片设计为扇形形状，其张角与半径可根据具体的尺寸限制及增益等其他要求确定。扇形贴片由有源贴片和引向贴片组成，有源贴片靠近扇形贴片圆心部位，与射频连接器的内芯相连；引向贴片位于远离扇形辐射贴片圆心部位。有源贴片与引向贴片之间、多个引向贴片之间相互独立，不相连。本天线在保持微带天线固有的低剖面、低成本制作的优点前提下，突破传统微带天线工作带宽窄，波束覆盖角域为天线方向，低仰角辐射能量弱，较难实现端射特性的的技术难题。

Description

一种具有端射特性的宽带微带贴片天线

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，涉及宽频带微带贴片天线，尤其涉及微带天线波束具有端射特性的特殊应用等方面。

背景技术

随着无线通信、电子对抗等领域科学技术的逐渐提高，对天线设备的性能及结构要求也越来越高，针对雷达、遥测遥感及通信等系统应用，对天线提出了宽频带覆盖、特定方向图波束覆盖等新要求。微带贴片天线具有剖面低、结构形式简易及实现成本低的优点，受到广泛的关注。传统手段设计的微带贴片天线有以下两个缺点：

1、传统微带贴片天线由于其高Q值的谐振特性，通常均为窄带覆盖，天线工作带宽为2％附近。采用在辐射贴片上开槽变形的手段能够一定程度实现天线阻抗带宽的展宽，但需要增大天线剖面尺寸，失去了微带天线低剖面的固有优势；

2、传统设计的微带天线最大辐射方向为垂直于辐射贴片的天顶方向，呈现为边射特性，在沿辐射贴片平行的方向辐射能力较弱，增益较低，不能够匹配波束覆盖要求为端射特性的应用环境。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出一种宽频带工作具有端射特性的微带贴片天线方案，在保持微带天线固有的低剖面、低成本制作的优点前提下，突破传统微带天线工作带宽窄，波束覆盖角域为天线方向，低仰角辐射能量弱，较难实现端射特性的的技术难题。

技术方案

一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于包括微带介质板、覆铜地板、射频连接器、扇形辐射贴片；所述的扇形辐射贴片位于微带介质板的正面，扇形辐射贴片被多条弧线分隔为有源贴片和多个引向贴片，其中有源贴片位于扇形辐射贴片靠近圆心的部位，引向贴片位于远离扇形辐射贴片圆心部位；所述的覆铜地板位于微带介质板的反面，所述的射频连接器焊接在覆铜地板上，射频连接器的内芯穿过微带介质板与扇形辐射贴片的有源贴片连接。

所述的扇形辐射贴片的张角为40°-50°。

所述的扇形辐射贴片的半径为1.5倍波长。

所述的引向贴片包括第一引向贴片和第二引向贴片。

所述的有源贴片与第一引向贴片的中心间距为1/4波长。

所述的第一引向贴片和第二引向贴片的中心间距为1/4波长。

有益效果

本实用新型提出的一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，能够在保持微带天线固有的低剖面特性前提下，通过将辐射贴片设计为扇形结构，并将扇形辐射贴片分裂为有源贴片和引向贴片，实现微带天线具备端射特性的同时展宽天线工作带宽。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为具有端射特性的宽带微带贴片天线正斜视面示意图。

图2为具有端射特性的宽带微带贴片天线背斜视面示意图。

图3为具有端射特性的宽带微带贴片天线侧视面示意图。

其中，1-微带介质板、2-有源贴片、3-第一引向贴片、4-第二引向贴片、5-射频连接器内芯、6-覆铜地板、7-射频连接器，8-扇形辐射贴片(由2、3及4组成)。

图4为本发明微带天线的驻波比特性仿真结果，说明其工作带宽大于13％。

图5为具有端射特性的宽带微带贴片天线方向图结果示意图，其中图(a)为微带天线俯仰面方向图结果，表明天线最大辐射方向于天顶方向夹角为48°，呈现一定端射特性。

图(b)为微带天线方位面方向图结果，表明在水平面一定角域范围内天线有较好的辐射特性。

图(c)天线仿真模型坐标系。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，该微带天线包括：微带介质板(包含有覆铜地板)、辐射贴片和射频连接器。其中辐射贴片设计为扇形形状，其张角与半径可根据具体的尺寸限制及增益等其他要求确定。扇形贴片由有源贴片和引向贴片组成，有源贴片靠近扇形贴片圆心部位，与射频连接器的内芯相连；引向贴片位于远离扇形辐射贴片圆心部位。有源贴片与引向贴片之间、多个引向贴片之间相互独立，不相连。

如图1(微带天线斜视面示意图)和图3(微带天线侧视示意图)所示，本天线由带覆铜地板6的微带介质板1、辐射贴片8和射频连接器7组成。其中，辐射贴片8设计为扇形形状，由两个贯穿其上的圆弧分裂为三个部分，分别为有源贴片2、第一引向贴片3和第二引向贴片4。有源贴片2与射频连接器7的内芯5相连。

实施例1：本实用新型天线应用于4.2-4.8GHz。微带介质板1的介电常数为4.5，板厚为1mm。辐射贴片8的张角为45°，半径为1.5波长，辐射贴片8被弧线分为3部分，其中靠近中心角的那部分为有源贴片2，另外两部分为第一引向贴片3和第二引向贴片4，有源贴片2和第一引向贴片3的中心间距为1/4波长，第一引向贴片3和第二引向贴片4的中心间距为1/4波长。

本发明在使用时，可以通过改变扇形辐射贴片的张角和半径，调整微带天线工作频率；可以通过改变引向贴片尺寸及数目，调整微带天线方向性系数；图5(a)所示为设计的微带天线驻波比仿真结果，可见其工作覆盖带宽大于13％，明显实现微带天线工作频段的展宽；图5(b)所示为设计的微带天线俯仰面方向图仿真结果，可见天线最大辐射方向偏离天顶48°，呈现一定端射特性；图5(b)所示为设计的微带天线方位面方向图仿真结果，可见天线在一定方位波束宽带范围内呈现较好的辐射特性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于包括微带介质板(1)、覆铜地板(6)、射频连接器(7)、扇形辐射贴片(8)；所述的扇形辐射贴片(8)位于微带介质板(1)的正面，扇形辐射贴片(8)被多条弧线分隔为有源贴片(2)和多个引向贴片，其中有源贴片(2)位于扇形辐射贴片靠近圆心的部位，引向贴片位于远离扇形辐射贴片圆心部位；所述的覆铜地板(6)位于微带介质板(1)的反面，所述的射频连接器(7)焊接在覆铜地板(6)上，射频连接器(7)的内芯穿过微带介质板(1)与扇形辐射贴片(8)的有源贴片(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于所述的扇形辐射贴片(8)的张角为40°-50°。

3.根据权利要求1所述的一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于所述的扇形辐射贴片(8)的半径为1.5倍波长。

4.根据权利要求1所述的一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于所述的引向贴片包括第一引向贴片(3)和第二引向贴片(4)。

5.根据权利要求4所述的一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于所述的有源贴片(2)与第一引向贴片(3)的中心间距为1/4波长。

6.根据权利要求4所述的一种具有端射特性的宽带微带贴片天线，其特征在于所述的第一引向贴片(3)和第二引向贴片(4)的中心间距为1/4波长。

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