一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线制造技术

本发明专利技术涉及通信天线技术领域，公开了一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线，包括上介质基板和下介质基板，所述上介质基板和下介质基板之间紧密贴合，所述下介质基板底部固定连接有金属接地板，所述上介质基板顶部固定连接有梯形辐射金属贴片，所述梯形辐射金属贴片一侧开设有矩形缝隙，所述上介质基板和下介质基板之间设置有馈电结构，所述馈电结构包括梯形金属贴片和矩形微带信号线，所述梯形金属贴片固定连接在上介质基板和下介质基板之间，所述梯形金属贴片一侧固定连接有矩形微带信号线

【技术实现步骤摘要】
一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线


[0001]本专利技术涉及通信天线
，具体为一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线
。

技术介绍

[0002]天线是一种能够实现高频交流电信号与同频无线电波信号间转化的微波器件，是无线通信系统的中的重要且必须的组成部分，对无线通信系统整体的性能有着重要的影响
。
天线有着悠久的研究历史，最初的研究要追溯到麦克斯韦提出的电磁理论
。20
世纪
40
年代，马可尼的理论提出之后，天线技术主要集中在导线天线上，通信频率也主要集中于超高频
。
直到第二次世界大战，
1GHz
以及更高频率的微波源的专利技术，使得现代天线技术发展呈现出多元化
。
天线的大规模商业化应用是从
20
世纪
90
年代
2G
无线移动通信技术的突破开始的
。
天线作为无线通讯中不可或缺的关键一环
。
承担着接收和发射电磁波的端口重任
。
[0003]为了适应现代无线通信设备携带方便
、
移动性强
、
系统高度集成的需求，各类微波电子元器件的体积越来越小，整体系统朝着小型化方向发展
。
天线的小型化是系统小型化的重要部分，也成为一个研究热点
。
研究人员已经提出了很多天线小型化技术，包括采用高介电常数基板
、
加载技术
、
曲流技术
、
分型技术
、
短路加载枝节法和采用不对称辐射结构等
。
虽然各种小型化技术能够非常有效地减小天线几何尺寸，但是相对较为复杂的系统，尤其是现代移动通信智能终端，更加有效地减小整体几何尺寸的方式为多频天线的应用
。
多频天线能够同时实现多种数据的无线传输，即可以使用多频天线减少系统中器件的数量，从而更加有效地减小系统的几何尺寸
。
研究学者在不同种类的天线设计中，提出并深入研究了大量的天线多频化方法，尤其是低剖面的平面天线
。
包括多枝节法
、
加载寄生枝节法
、
多缝隙法
、
多片技术
、
电抗加载技术等等
。
很多平面天线都采用单层介质基板，而且金属辐射贴片的形状多数为矩形，圆形等常见的形状，对于天线性能的进一步提升非常不利，即严重影响了高性能天线的探索脚步
。
[0004]现有技术的缺点：
(1)
微带小型贴片天线辐射增益较小
。
通过直接馈电的微带小型贴片天线由于贴片两侧有效辐射缝隙宽度和长度都有限，所以其远场辐射增益一般都小于
0dBi。(2)
无缝隙加载的规则金属贴片微带天线能够激发的模式比较少，在有限的频带内，不改变微带天线金属贴片几何尺寸前提下产生的谐振频率也较少
。(3)
微带天线馈电线相对于辐射贴片的位置对天线辐射性能有着重要影响，尤其是谐振频率
、
即多频情况，对称性馈电影响了微带天线性能的改善
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线，解决了现有技术中微带小型贴片天线辐射增益较小
、
无缝隙加载的规则金属贴片微带天线能够激发的模式比较少等问题
。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一款单向辐射非对称耦合
馈电多频谐振双层微带天线，包括上介质基板和下介质基板，所述上介质基板和下介质基板之间紧密贴合，所述下介质基板底部固定连接有金属接地板，所述上介质基板顶部固定连接有梯形辐射金属贴片，所述梯形辐射金属贴片一侧开设有矩形缝隙，所述上介质基板和下介质基板之间设置有馈电结构
。
[0007]优选的，所述馈电结构包括梯形金属贴片和矩形微带信号线，所述梯形金属贴片固定连接在上介质基板和下介质基板之间，所述梯形金属贴片一侧固定连接有矩形微带信号线，且所述梯形金属贴片和矩形微带信号线相互电性连接
。
[0008]优选的，所述上介质基板和下介质基板材料相同，厚度
、
宽度和高度均相同，且均采用介电常数为
4.4
，损耗角正切为
0.02
的聚四氟乙烯
FR4
制成
。
[0009]优选的，所述上介质基板表面中心位置与梯形辐射金属贴片中心相重合，且所述梯形辐射金属贴片两个平行边均与上介质基板的边缘相平行
。
[0010]优选的，所述矩形缝隙与所述梯形辐射金属贴片侧边缘相垂直
。
[0011]优选的，所述梯形金属贴片位于梯形辐射金属贴片的正下方，且所述梯形金属贴片和梯形辐射金属贴片的相对位置相同，所述梯形金属贴片的高大于所述梯形辐射金属贴片的高，所述梯形金属贴片的短边长度大于所述梯形辐射金属贴片的短边长度
。
[0012]优选的，所述梯形金属贴片和矩形微带信号线具体采用电路板蚀刻技术设置在下介质基板上部
。
[0013]优选的，所述上介质基板和下介质基板表面通过电路板印刷技术加工有金属贴片结构
。
[0014]优选的，所述金属接地板材质为金属铜或金属银中的一种
。
[0015]本专利技术提供了一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线
。
具备以下有益效果：
[0016]1、
本专利技术通过增加微带天线介质基板层数最终提升天线有效辐射缝隙宽度和长度，从而提升微带天线远场辐射增益
。
[0017]2、
本专利技术通过改变微带天线金属辐射贴片的形状，并且在金属贴片上加载缝隙，激化天线多种模式，从而实现多频谐振
。
具体为本专利技术设计天线应用梯形金属辐射贴片作为主要能量辐射结构，在梯形金属贴片右侧加载矩形缝隙，实现了在
Sub
‑
6GHz
内三频谐振的效果
。
[0018]3、
本专利技术通过采用非对称馈电，并且是耦合馈电的方式改善天线的端口匹配
。
使得本专利技术设计天线能够在三个不同谐振频点上实现良好的端口匹配，即三个频点的端口反射系数都小于
12dB。
实践应用适应性大幅提升
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的天线透视结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的天线俯视结构示意图；
[0021]图3为本专利技术的天线仰视结构示意图；
[0022]图4为本专利技术的天线侧视结构示意图；
[0023]图5为利用三维电磁仿真软件对本专利技术设计天线分析所得端口反射参数随频率变化曲线图；
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线，包括上介质基板
(10)
和下介质基板
(11)
，其特征在于，所述上介质基板
(10)
和下介质基板
(11)
之间紧密贴合，所述下介质基板
(11)
底部固定连接有金属接地板
(16)
，所述上介质基板
(10)
顶部固定连接有梯形辐射金属贴片
(12)
，所述梯形辐射金属贴片
(12)
一侧开设有矩形缝隙
(15)
，所述上介质基板
(10)
和下介质基板
(11)
之间设置有馈电结构
。2.
根据权利要求1所述的一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线，其特征在于，所述馈电结构包括梯形金属贴片
(13)
和矩形微带信号线
(14)
，所述梯形金属贴片
(13)
固定连接在上介质基板
(10)
和下介质基板
(11)
之间，所述梯形金属贴片
(13)
一侧固定连接有矩形微带信号线
(14)
，且所述梯形金属贴片
(13)
和矩形微带信号线
(14)
相互电性连接
。3.
根据权利要求1所述的一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带天线，其特征在于，所述上介质基板
(10)
和下介质基板
(11)
材料相同，厚度
、
宽度和高度均相同，且均采用介电常数为
4.4
，损耗角正切为
0.02
的聚四氟乙烯
FR4
制成
。4.
根据权利要求1所述的一款单向辐射非对称耦合馈电多频谐振双层微带...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海雄，潘陈毅，魏通，王新杰，黄敏芬，代彦森，任立庆，
申请(专利权)人：陕西百川经纬信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：