三模宽带天线及无线通信设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三模宽带天线及无线通信设备，所述天线包括包括从上到下设置的金属层、基片集成波导和金属地板，所述金属层与金属地板之间通过基片集成波导上的金属化通孔相连；所述金属层的一侧设有带波端口的馈电线，所述金属地板上开有两条辐射缝隙，其中一条辐射缝隙为凹形辐射缝隙，另一条辐射缝隙为倒凹形辐射缝隙。本实用新型专利技术的天线通过凹形辐射缝隙和倒凹形辐射缝隙这两条辐射缝隙稳定地耦合能量，并将能量辐射出去，能够以很小的尺寸实现方向图稳定、拥有较宽的通频带和较大的增益，天线结构紧凑，剖面较低，能实现简单的三模宽带性能。的三模宽带性能。的三模宽带性能。

【技术实现步骤摘要】
三模宽带天线及无线通信设备


[0001]本技术涉及一种天线，尤其是一种三模宽带天线及无线通信设备，属于无线通信天线


技术介绍

[0002]基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)作为现代无线通信技术的一个重要组成部分，具有低剖面、低损耗的优良特性，且易于与平面器件集成，加工简单廉价，可大规模生产。基于基片集成波导的天线因其功率容量高，往往增益也较高，尤其是到了高频段的时候，基片集成波导低电磁泄漏的特性使其相比传统微带电路拥有更好的优势。
[0003]现代无线通信系统随着技术的发展被广泛应用到生活中的各个领域，而实际应用中经常需要多个频段同时工作。如果采用多个天线组合工作产生多频效果，则会增加加工成本与空间损耗，对于通信系统的推广与小型化不利。在这种需求下，能有效解决这一问题的多频天线技术受到更多关注。
[0004]Kheireddine Sellal等人在978
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4244
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3647
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7/09/$25.00IEEE, DECEMBER 2015发表的《Experimental Study of New
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Shaped Slot IntegratedAntennas at X
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Band》中公开了一种基于基片集成波导的单频天线，该天线使用香蕉形槽和V形槽来达到拓宽通频带的目的，但是得到的通频带在低频下仍显得有些狭窄。
[0005]Moustapha Mbaye等人在IEEE ANTENNAS AND WIRELESSPROGRATION LETTERS,VOL.12,2013发表的《Bandwidth Broadening ofDual
‑
Slot Antenna Using Substrate Integrated Waveguide(SIW)》中公开了一种双模宽带天线，通过不均衡两槽达到产生两个频点的效果，方向图稳定, 不过其尺寸过大，而且7.5％的通频带仍然稍显不足。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是为了解决上述现有技术的不足之处，提供一种三模宽带天线，该天线通过凹形辐射缝隙和倒凹形辐射缝隙这两条辐射缝隙稳定地耦合能量，并将能量辐射出去，能够以很小的尺寸实现方向图稳定、拥有较宽的通频带和较大的增益，天线结构紧凑，剖面较低，能实现简单的三模宽带性能。
[0007]本技术的另一目的在于提供一种无线通信设备。
[0008]本技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0009]一种三模宽带天线，包括从上到下设置的金属层、基片集成波导和金属地板，所述金属层与金属地板之间通过基片集成波导上的金属化通孔相连；所述金属层的一侧设有带波端口的馈电线，所述金属地板上开有两条辐射缝隙，其中一条辐射缝隙为凹形辐射缝隙，另一条辐射缝隙为倒凹形辐射缝隙。
[0010]进一步的，所述馈电线为梯形馈电线，所述梯形馈电线较宽的一端与金属层相连。
[0011]进一步的，所述金属地板上的两条辐射缝隙尺寸不同。
[0012]进一步的，所述金属地板上的两条辐射缝隙的宽度相同、长度不同，且两条辐射缝隙的两端之间弯曲的幅度相同。
[0013]进一步的，所述基片集成波导包括介质基板，所述介质基板上设有三排金属化通孔，三排金属化通孔分别位于介质基板的三侧；
[0014]所述金属层在与三排金属化通孔对应的位置上设有三排第一通孔，所述金属地板在与三排金属化通孔对应的位置上设有三排第二通孔。
[0015]进一步的，三排金属化通孔中，每两个相邻的金属化通孔之间的间距相同。
[0016]进一步的，三排金属化通孔中，每两个相邻的金属化通孔之间的间距为1.8mm～2.2mm。
[0017]进一步的，三排金属化通孔中，每个金属化通孔的直径为 0.8mm～1.2mm。
[0018]进一步的，所述基片集成波导包括介质基板，所述介质基板厚度为0.5mm～0.6mm，介电常数为2.2，介质损耗角为0.0009。
[0019]本技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0020]一种无线通信设备，包括上述的三模宽带天线。
[0021]本技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0022]本技术的天线采用了金属层、基片集成波导和金属地板的叠加结构，金属层与金属地板之间通过基片集成波导上的金属化通孔相连，金属层的一侧设有带波端口的馈电线，金属地板上开有两条辐射缝隙，其中一条辐射缝隙为凹形辐射缝隙，另一条辐射缝隙为倒凹形辐射缝隙，通过馈电波端口馈电，阻抗匹配效果较好，通过凹形辐射缝隙和倒凹形辐射缝隙这两条辐射缝隙稳定地耦合能量，并将能量辐射出去，可形成三个频点，方向图均为朝上辐射，辐射方向图一致且稳定，结构简单，易于构造，能很好地应用到多频无线通信中。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0024]图1为本技术实施例的三模宽带天线的分解结构示意图。
[0025]图2为本技术实施例的三模宽带天线的金属层示意图。
[0026]图3为本技术实施例的三模宽带天线的金属地板示意图。
[0027]图4为本技术实施例的三模宽带天线回波损耗的仿真曲线图。
[0028]图5为本技术实施例的三模宽带天线在谐振频率为9.86GHz的E 面方向仿真曲线图。
[0029]图6为本技术实施例的三模宽带天线在谐振频率为9.86GHz的H 面方向仿真曲线图。
[0030]图7为本技术实施例的三模宽带天线在谐振频率为10.45GHz的E 面方向仿真曲线图。
[0031]图8为本技术实施例的三模宽带天线在谐振频率为10.45GHz的H 面方向仿真
曲线图。
[0032]图9为本技术实施例的三模宽带天线在谐振频率为10.95GHz的E 面方向仿真曲线图。
[0033]图10为本技术实施例的三模宽带天线在谐振频率为10.95GHz的 H面方向仿真曲线图。
[0034]其中，1
‑
金属层，101
‑
第一通孔，102
‑
馈电线，2
‑
基片集成波导，201
‑ꢀ
介质基板，202
‑
金属化通孔，3
‑
金属地板，301
‑
第二通孔，302
‑
凹形辐射缝隙，303
‑
倒凹形辐射缝隙。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三模宽带天线，其特征在于：包括从上到下设置的金属层、基片集成波导和金属地板，所述金属层与金属地板之间通过基片集成波导上的金属化通孔相连；所述金属层的一侧设有带波端口的馈电线，所述金属地板上开有两条辐射缝隙，其中一条辐射缝隙为凹形辐射缝隙，另一条辐射缝隙为倒凹形辐射缝隙。2.根据权利要求1所述的三模宽带天线，其特征在于：所述馈电线为梯形馈电线，所述梯形馈电线较宽的一端与金属层相连。3.根据权利要求1所述的三模宽带天线，其特征在于：所述金属地板上的两条辐射缝隙尺寸不同。4.根据权利要求2所述的三模宽带天线，其特征在于：所述金属地板上的两条辐射缝隙的宽度相同、长度不同，且两条辐射缝隙的两端之间弯曲的幅度相同。5.根据权利要求1
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4任一项所述的三模宽带天线，其特征在于：所述基片集成波导包括介质基板，所述介质基板上设有三排金属化通孔，三排金属化通孔分别位于介质基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔永丹，丁安迪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：