本发明专利技术专利公开了一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，该天线可应用于5G手机通信系统中；该天线由介质基板、辐射贴片、接地板组成；辐射贴片上半部分引入两个关于贴片中轴线对称的裂环形槽结构，并关于馈线的中轴线添加两条L形耦合支路；该天线采用嵌入式馈电的形式，馈电探入辐射贴片内部；该天线的结构简单，易于加工，谐振频率方便可调，通带匹配特性好；本发明专利技术设计工作在28GHz、37.5GHz、44.5GHz以及50.5GHz频段内，适用于5G毫米波通信。用于5G毫米波通信。用于5G毫米波通信。
【技术实现步骤摘要】
一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线
[0001]本专利技术专利属于无线通信邻域，设计一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线。
技术介绍
[0002]在通信设备数量暴增的今天，有限的频谱资源十分宝贵，满足多个频段不同领域的需求，使频率复用率尽量的提高，如何合理的利用频谱资源是无线通信邻域一直在研究的问题，同样也是天线多频段工作的目的之一。如今5G的布局下，各类通信系统均布设在Sub 6GHz频段内，这使得在FR1频段内出现频谱拥挤的状态，对于无线通信邻域的研究逐渐转向毫米波频段。天线应当具有能够在多个频段下工作的特点，这样便能够大大减少模块的使用数量，缩减设备体积，有利于小型化。
[0003]在多频设计中，常采用缝隙加载以及多分枝结构的方式，对辐射贴片进行缝隙加载处理，这种方法工艺简单，制作出的天线体积较小，适合批量化生产，缝隙可以延长电流路径由此的到多个谐振点，但通常增益较低。而多分枝结构在两个频段时效果较为理想，其中寄生分枝结构等效于在结构中添加电容电感耦合元件，使其能够在所需的频段内达到匹配，更改电流路径，以引入新的谐振频率实现多频，当频段达到三个频段以上或者不同长度的分枝超过3个枝节时，分枝之间的干扰会变大，枝节引起天线各个频段的性能变差。
[0004]一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，采用寄生分枝与缝隙加载相结合的方式，在所需的四个频段内实现良好的匹配性能，优化高频处天线性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术专利的目的在于提出一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，采用缝隙加载以及耦合枝路相结合的方式实现多频化，并能够通过调整裂环槽的尺寸和位置以及L形支路的长度，实现四个中心频率可调，并达到多频工作的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术专利采用如下技术方案：
[0007]一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，结构上从上自下由三部分组成：第一层金属片(1)、第二层介质基板(2)、第三层金属片(3)；
[0008]进一步，一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线的第一层金属片(1)是由辐射结构和传输结构组成；所述辐射结构是在六边形金属片(101)中刻蚀对称分布的裂环槽(103)和裂环槽(104)，以及L形金属线(105)和L形金属线(106)；所述传输结构是由矩形金属片(102)构成，采用嵌入式馈电的形式与辐射结构相连接，对辐射结构提供激励，嵌入式馈电可以减小输入阻抗，调节输入阻抗为50欧姆；
[0009]进一步，所述第二层介质基板(2)采用材料为Rogers RO3003，其介电常数ε
r
＝3.0，介质基板厚度为0.25mm，长宽为17.0mm
×
16.0mm；第一层金属片(1)在第二层介质基板(2)的顶层，用于微带天线的激励与辐射；第三层金属片(3)在第二层介质基板(2)的底层，
长宽与第二层介质基板(2)相同，作为无缺陷金属板，用于接地；
[0010]进一步，通过加载裂环槽(103)和裂环槽(104)改变六边形金属片上的电流分布，丰富电流路径，增加谐振点，电磁场沿其边缘向外辐射，其周长与谐振波长λ相近，同时裂环槽可降低输入阻抗虚部，有利于实现阻抗匹配；
[0011]进一步，所述L形金属线(105)和L形金属线(106)，通过耦合馈电的方式改变电流路径、降低输入阻抗虚部，由此引入新的谐振点，L形金属线(105)和L形金属线(106)的长度略大于λ/4；
[0012]进一步，所述微带天线尺寸为17mm
×
16mm
×
0.32mm，采用了缝隙加载与耦合分枝相结合的方法，实现了微带天线的多频化，回波损耗在
‑
10dB以下的频带范围为27.3
‑
27.9GHz、37.4
‑
37.9GHz、44
‑
44.8GHz以及50.1
‑
52.1GHz，27.6GHz处增益为7.2dBi，37.6GHz处增益为8.1dBi，44.4GHz处增益为8.9dBi，50.7GHz处增益为7.5dBi。
[0013]本专利技术与现有技术相比，有以下优点：
[0014]1、本专利技术提出的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，具有多频段工作的特性，通过裂环缝隙加载与L形耦合枝路相结合的方式，改变金属片中的电流分布，丰富金属片上的电流路径，引入新的谐振频率，从而实现多频工作，同时通过缝隙加载减小输入阻抗的虚部，有利于在所需频段内实现阻抗匹配；
[0015]2、本专利技术提出的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，采用嵌入式馈电的形式，有效的避免了直接馈电带来的高阻抗；
[0016]3、本专利技术提出的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，四个中心频率可调：可以通过调节辐射贴片尺寸、裂环槽的大小和位置以及L形耦合支路尺寸，来调节谐振频点，使其达到良好的阻抗匹配。
附图说明
[0017]图1为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线的整体结构
[0018]图2为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线的贴片结构
[0019]图3为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线的反射系数
[0020]图4为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线的电压驻波比
[0021]图5为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线在27.6GHz的方向图
[0022]图6为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线在37.6GHz的方向图
[0023]图7为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线在44.4GHz的方向图
[0024]图8为本专利技术对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线在50.7GHz的方向图
具体实施方式
[0025]下面结合实施例及附图，对本专利技术专利做进一步详细说明。
[0026]参见图1整体结构图所示，一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线由辐射结构和传输结构组成，从上自下由三部分组成：第一层金属片(1)、第二层介质基板(2)、第三层金属片(3)，第一层金属片(1)在第二层介质基板(2)的顶层，用于微带天线的激励与辐射，第三层金属片(3)在第二层介质基板(2)的底层，其尺寸与第二层介质基板(2)相同，为无缺陷地平面；所述辐射结构是在六边形金属片(101)中刻蚀对称分布的裂环槽(103)和裂环槽(104)，以及对称分布的L形金属线(105)和L形金属线(106)；其中裂环槽(103)和(104)的边长d均为0.7mm，槽宽w1均为0.1mm，两槽中心距yc为0.5mm，通过加载裂环槽可改变六边形金属片上的电流分布，能够增本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，其特征在于：从上自下由三部分组成：第一层金属片(1)、第二层介质基板(2)、第三层金属片(3)。2.根据权利要求1所述的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，其特征在于：第一层金属片(1)由辐射结构与传输结构共同组成；所诉辐射结构是在六边形金属片(101)中刻蚀对称分布的裂环槽(103)和裂环槽(104)，以及对称分布的L形金属线(105)和L形金属线(106)。3.根据权利要求1所述的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，其特征在于：所述传输结构由矩形金属片(102)构成，采用嵌入式馈电来降低传输结构的输入阻抗，所述结构输入阻抗设置为50欧姆。4.根据权利要求1所述的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，其特征在于：所述第二层介质基板(2)采用材料为Rogers RO3003，其介电常数ε
r
＝3.0，其厚度为0.25mm，长宽为17.0mm
×
16.0mm。5.根据权利要求1所述的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，其特征在于：所述第三层金属片(3)长宽与第二层介质基板(2)相同，作为无缺陷地平面。6.根据权利要求2所述的一种对称裂环开槽与L形耦合分枝结合的六边形多频微带天线，其特征在于：所述裂环...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，陈昊，李玄，覃香路，任志鹏，杨丰源，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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