一种小型化宽频带微带阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是无线通信领域的阵列天线，尤其涉及一种小型化宽频带微带阵列天线。
技术背景
[0002]随着无线电技术的发展，天线作为射频系统的前端，小型化和宽带工作是其发展的方向。目前微带天线可以比较容易的实现结构小型化，但宽带工作一般需要附加相应的措施才能实现，如多层介质耦合贴片、缝隙馈电等。为了提高微带天线的带宽，研究人员研究出不少技术来解决这个问题。Sang-Hyuk Wi等人2007年在IEEE Transact1ns onAntennas and Propagat1n 上发表了一篇论文 “Wide band microstrip patch antennawith U-shaped parasitic elements”，文中给出一种U型寄生贴片的微带天线，利用矩形贴片和U型寄生贴片之间的缝隙耦合，实现了 27.3% (中心频率:1.5GHz)的阻抗带宽，增益为6dB。刘清春等人在现代电子技术期刊2012年第5期发表了论文“一种新型宽频带E型微带天线的设计”，该论文在U型微带天线中间加一段传输线构成新型E型微带天线，产生多点谐振，实现在4.25?5.366GHz频带内反射系数均小于_10dB，方向最大增益达到9dB，相对带宽为23.2%。但是这些天线结构带宽展宽有限，同时均为单元结构，增益一般只有6?9dB，为获得更大增益或为了实现特定的方向性要求，常需要采用由微带辐射元组成的微带天线阵列，辐射元之间的互耦影响以及馈电网络的带宽限制等都将增加宽带设计难度。综上所述，设计一种宽频带、高增益、低损耗的微带阵列天线是十分必要的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型的小型化宽频带微带阵列天线，实现宽频带、高增益、小型化设计。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种小型化宽频带微带阵列天线，包括:辐射阵列1，所述辐射阵列I包括若干个呈等间距阵列结构的辐射贴片单元a，所述辐射贴片单元a在矩形贴片基础上沿窄边方向轴对称开矩形槽11，辐射贴片单元a的顶端与底端呈相同阶梯状的矩形渐变切角结构12。
[0006]优选地，所述矩形渐变切角结构12包括:第一级切角121、第二级切角122、第三级切角123和第四级切角124。
[0007]优选地，所述辐射阵列I由24个呈等间距阵列结构的辐射贴片单元a组成。
[0008]优选地，所述的小型化宽频带微带阵列天线，还包含第一层介质板2、金属地板3、第二层介质板4、探针5和馈电网络6 ；
[0009]所述辐射阵列I位于第一层介质板2的上表面，所述馈电网络6位于第二层介质板4的下表面，所述金属地板3位于第一层介质板2和第二层介质板4之间，福射阵列I和馈电网络6通过探针5打孔相连接。
[0010]优选地，所述馈电网络6为多级并联式T型功分网络，实现I分24等功分网络。
[0011]优选地，所述多级并联式T型功分网络包含第一级功分网络、第二级功分网络、第三级功分网络、第四级功分网络；
[0012]所述第一级功分网络为一个宽带三功分结构61，所述第二级功分网络为三个T型功分结构62，所述第三级功分网络为六个T型功分结构62，所述第四级功分网络为十二个T型功分结构62。
[0013]优选地，所述第一层介质板(2)和第二层介质板⑷均为低介电常数微波板。
[0014]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:
[0015]所述小型化宽频带微带阵列天线，采用矩形渐变切角结构和E型开槽结构，改变宽带天线电流的流向，同时增加多个谐振频点，实现微带天线的宽带化和小型化，同时馈电网络采用多级并联式T型功分网络，保证宽频带馈电形式。阵列天线在实现宽频带的同时，也减小了天线尺寸，天线结构特别简单，剖面低，易于安装及集成，结构简单，易于加工。此夕卜，本发明操作方便，结构简单，有着很好的应用价值。
【附图说明】
[0016]图1为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的三维结构示意图；
[0017]图2为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的辐射阵列结构示意图；
[0018]图3为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线辐射贴片单元示意图；
[0019]图4为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的馈电网络结构示意图；
[0020]图5为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的回波损耗曲线图；
[0021]图6为本发明提供的小型化宽频带微带阵列天线的仿真增益图。
[0022]图中:1、福射阵列，2、第一层介质板，3、金属地板，4、第二层介质板，5、探针，6、馈电网络，a、辐射贴片单元，11、矩形槽，12、矩形渐变切角结构，121、第一级切角，122、第二级切角，123、第三级切角，124、第四级切角，61、宽带三功分结构，62、T型功分结构。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施实例。
[0024]图1示出了本发明提供的一种小型化宽频带微带阵列天线结构。所述小型化宽频带微带阵列天线包括辐射阵列1、第一层介质板2、金属地板3、第二层介质板4、探针5和馈电网络6，其中辐射阵列I在第一层介质板2的上表面，馈电网络6在第二层介质板4的下表面。金属地板3位于第一层介质板2和第二层介质板4之间，辐射阵列I和馈电网络6通过探针5相连接。所述辐射阵列I和馈电网络6共用一块金属地板3。
[0025]参见图2，所述辐射阵列I由24个相同结构的辐射贴片单元a构成，在第一层介质板2的上表面呈等间距阵列结构。在本实施例中，辐射贴片单元a间距为0.7 λ。
[0026]参见图3，所述辐射贴片单元a在沿窄边方向轴对称开矩形槽结构11，形成E型贴片结构，添加对称矩形槽结构11以后，会引起电流绕流的缝隙耦合，在天线边缘部分产生一个低于原矩形贴片天线的谐振频率，设计优化矩形槽11的尺寸和相对距离，使两个谐振频率靠近，从而展宽带宽。同时，在E型贴片结构的基础上对称添加4个相同阶梯状的切角结构，形成矩形渐变切角结构12，包括第一级切角121、第二级切角122、第三级切角123和第四级切角124，切角结构破坏了矩形贴片的单谐振特性，增加了多个高于原矩形贴片天线的谐振频率，合理设计切角结构的尺寸，可实现天线宽频带特性，