一种贴片天线的制作方法

文档序号:9729177
一种贴片天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信天线领域,尤其涉及一种贴片天线。
【背景技术】
[0002]可重构天线是通过在天线加载开关来改变天线结构,从而改变天线的表面电流分布,来实现对天线特性的改变,如工作频率、辐射方向图、极化方式等。双极化天线通过正交具有体积小、抗干扰能力强、提高频谱利用率等特点,能很好的满足无线通信系统的要求。在移动通信系统中,双极化天线能通过极化分集大大消除通信中的多径衰落现象,有效提高通话的质量;在卫星通信系统中,相同频率信号通过正交极化传输信息,能节约频谱资源。双极化天线在未来的无线通信系统中有着广阔的应用前景。
[0003]天线的发展正向着多样化、多功能化的趋势发展,所以可重构天线与双极化天线结合是天线发展必然趋势。目前,实现方向图可重构的双极化天线技术包括以下两种:
1.阵列天线中采用移相器改变天线单元间的相位差实现方向图指向在一定范围内连续可调;2.采用巴特勒矩阵馈电网络实现方向图指向的离散变化。而这两种技术都存在馈电结构复杂、差损较大的问题。

【发明内容】

[0004]本发明实施例提供了一种贴片天线,能够使得贴片天线具有双极化和可重构特性同时,具有简单的馈电结构和较小的差损。
[0005]第一方面,提供了一种贴片天线,包括贴片天线装置,该贴片天线装置包括:至少一个辐射单元,至少一个可控寄生单元,地板,第一介质基片,第二介质基片,微带馈电网络;该至少一个辐射单元为八边形;该至少一个可控寄生单元包括第二寄生贴片,至少一个可控开关和至少一个短路孔,该可控寄生单元的该寄生贴片为八边形;该至少一个辐射单兀和该至少一个该第二寄生贴片位于该第一介质基片的第一表面,贴附在该第一介质基片的第一表面上的该至少一个辐射单元、该至少一个该第二寄生贴片之间平行对齐,该地板位于该第一介质基片的第二表面和该第二介质基片的第一表面之间;该地板上设有两个Η形缝隙,该两个Η形缝隙之间相互垂直;该微带馈电网络位于该第二介质基片的第二表面。
[0006]在第一种可能的实现方式中,该至少一个辐射单元包括激励贴片、介质层和第一寄生贴片,该激励贴片的第二表面与该第一介质基片的第一表面贴合,该激励贴片的第一表面和该介质层的第二表面贴合,该介质层的第一表面和该第一寄生贴片贴合。
[0007]在第二种可能的实现方式中,结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式,该短路孔穿过该第一介质基片,该短路孔组通过该可控开关和该地板连接。
[0008]在第三种可能的实现方式中,结合第一方面或第一方面的第一或第二种可能的实现方式,该可控开关导通时,通过该可控开关与该地板连接的该第二寄生贴片与该地板之间导通。
[0009]在本发明实施例中,辐射单元和第二寄生贴片为八边形,克服了正方形贴片多级匹配较为困难,菱形贴片间耦合较弱,辐射方向图偏转效果不好的问题,优化了辐射方向图偏转效果,使得馈电网络简单,天线口径较小,减少了差损,同时能够使得贴片天线同时具有双极化和可重构的特性。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本发明实施例中的贴片天线装置正面示意图;
[0012]图2为本发明实施例的贴片天线装置背面示意图;
[0013]图3为本发明实施例的贴片天线装置剖面示意图;
[0014]图4为本发明实施例的贴片天线装置的局部示意图;
[0015]图5为端口一馈电下天线四种工作模式下的辐射方向图;
[0016]图6为端口二馈电线天线四种工作模式下的辐射方向图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0018]本发明实施例提供了一种贴片天线,该贴片天线包括:贴片天线装置。图1、图2、图3示出了根据本发明实施例的贴片天线装置的示意性结构图。图1为该贴片天线装置的正面示意图,图2为该贴片天线装置的背面示意图,图3为该贴片天线装置的侧面剖视图。如图1、图2、图3所示,该贴片天线装置包括:
[0019]至少一个辐射单元(100),至少一个可控寄生单元(200) (300),地板¢00),第一介质基片(400),第二介质基片(500),微带馈电网络(700);
[0020]该至少一个辐射单元(100)为八边形;
[0021]该至少一个可控寄生单元(200) (300)包括第二寄生贴片(201) (301),至少一个可控开关(203) (303)和至少一个短路孔(202) (302),该第二寄生贴片(201) (301)为八边形;
[0022]该至少一个辐射单元(100)和该第二寄生贴片(201) (301)位于该第一介质基片(400)的第一表面,该至少一个辐射单元(100)、该第二寄生贴片(201) (301)之间平行对齐,该地板(600)位于该第一介质基片(400)的第二表面和该第二介质基片的第一表面之间;该地板(600)上设有两个Η形缝隙(800),该两个Η形缝隙(800)之间相互垂直。该微带馈电网络(700)位于该第二介质基片(500)的第二表面,该微带馈电网络(700)包括端口 (701)(702)。
[0023]在本发明实施例中,辐射单元(100)和第二寄生贴片(201) (301)为八边形,克服了正方形贴片多级匹配较为困难,菱形贴片间耦合较弱,辐射方向图偏转效果不好的问题,优化了辐射方向图偏转效果,使得馈电网络简单,天线口径较小,减少了差损,同时能够使得贴片天线同时具有双极化和可重构的特性。此外,该八变形的结构还可以保证天线在垂直水平极化、正负45度极化两种方式下,空间形成的方向图是E面/H面对称的;该八变形结构还可以保证在天线进行方向图调节的时候,E面/H面同时进行波束变化。
[0024]贴片天线装置的长宽高可根据频点、材料等的不同进行设置,在本发明实施例中,该贴片天线装置可设置为长lOOmmX宽lOOmmX高6.8mm,需要说明的是,在相同频点或材料的情况下,天线装置的长宽高在不影响天线性能的范围内也可略有不同,如也可设置为98mmX宽98mmX高6.7mm,本发明实施例并不限制于此。
[0025]贴片天线装置包括至少一个辐射单元(100),该辐射单元(100)包括激励贴片
(101)、介质层(102)和第一寄生贴片(103),该激励贴片(101)的第二表面与该第一介质基片(400)的第一表面贴合,该激励贴片(101)的第一表面和该介质层(102)的第二表面贴合,该介质层(102)的第一表面和该第一寄生贴片(103)贴合。其中,第一表面和第二表面为激励贴片(101)和介质层(102)都有两面,即第一表面和第二表面,第一表面和第二表面为不同的表面。如图1所示,该辐射单元(100)俯瞰形状为将正方形的四个角切除之后而形成的八边形,在本实施例中,可将该八边形辐射单元(100)倾斜45度放置,S卩如图1所示的辐射单元(100)的八边形的下边线和该贴片天线装置的边线成45度夹角。可选的,在不影响天线性能的范围内也可将该八边形辐射单元(100)倾斜其它度数放置,如43度,本发明实施例并不限制于此。该辐射单元(100)可与相邻的辐射单元或第二寄生贴片平行对齐,即图1所示的该辐射单元(100)的八边形右边线和相邻的可控寄生单元(200) (300)中的第二寄生贴片的八边形左边线平行,辐射单元(100)的八边形上边线和相邻的可控寄生单元(200) (300)中的第二寄生贴片的八边形上边线水平对齐。在本实施例中,该辐射单元
(100)原正方形的边长可设置为24.5mm,可选的,在不影响天线性能的范围内,也可将该辐射单元(100)原正方形的边长设置为其它长度,如24mm,本发明实施例并不限制于此。该辐射单元(100)贴附在第一介质基片(400)的第一表面。
[0026]该辐射单元(100)是天线主要辐射体,承担辐射能量的作用。辐射单元(100)的个数可为多个,辐射单元(100)的个数和贴片天线的辐射增益正相关,即当需要该贴片天线有较高增益,则设置较多的辐射单元(100)。
[0027]该可控寄生单元(200) (300)包括第二寄生贴片(201) (301)、可控开关(203)(303)和至少一个短路孔(202) (302)。第二寄生贴片(201) (301)为将正方形的四个角切除之后而形成的八边形,在本实施例中,第二寄生贴片(201) (301)的原正方形边长设置为26mm,可选的,在不影响天线性能的范围内,也可将该第二寄生贴片(201) (301)原正方形的边长设置为其它长度,如25.5_,本发明实施例并不限制于此。在本实施例中该八边形第二寄生贴片(201) (301)倾斜45度放置,即图1所示的第二寄生单元(200) (300)的第二寄生贴片的八边形的下边线和该贴片天线装置的边线成45度夹角。可选的,在不影响天线性能的范围内,也可将
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