一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，该缝隙天线由介质板(1)、覆铜层(2)、A电容(3)和B电容(4)构成。所述覆铜层(2)上开有A缝隙(21)和B缝隙(22)，所述B缝隙(22)内的两端安装有A电容(3)和B电容(4)。本发明是在有限底板上的特定位置进行电容加载，以此增加天线之间的隔离度，有利于实现对缝隙天线的整改。
【专利说明】
一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线
技术领域
[0001] 本发明涉及一种缝隙天线，更特别地说，是指一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线。
【背景技术】
[0002] 随着雷达系统及无线通信设备的不断进步与发展，缝隙技术在其天线的设计中有 着越来越广泛的应用。加工在波导壁上的波导缝隙阵列天线，由于其具有口径效率高、损耗 小、功率容量大、结构紧凑、加工与安装便捷等显著优点，成为当前雷达天线的优选形式。另 一方面，具有多频带、双极化特性的平面印刷缝隙天线，以其小型化、低成本的优势，在移动 终端设备及无线通信基站中得到广泛应用。另外，在各行各业的天线设计中可以发现，当天 线的工作频率并不重叠时，天线间很强的带外耦合是不能忽略的。
【发明内容】
[0003] 为了抑制有限介质板上的窄带天线间的带外耦合，本发明设计了一种具有耦合抑 制窄带的缝隙天线。本发明是在有限介质板上的覆铜层的特定位置进行电容的加载，以此 增加天线之间的隔离度。
[0004] 本发明设计了一种加载电容的具有耦合抑制的缝隙天线，所要解决的是如何抑制 有限介质板上的窄带天线间的带外耦合的技术问题，采用的是在介质板上采用覆铜工艺加 工有存在间隙的覆铜层，存在间隙的覆铜层之间焊接有两个电容;馈电点为两个缝隙的中 点处。
[0005] 本发明设计的一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其由介质板（1)、覆铜层(2)、A 电容(3)和B电容(4)构成。所述覆铜层(2)上设有A缝隙（21)和B缝隙（22)，所述B缝隙（22)内 的两端安装有A电容(3)和B电容(4)。所述覆铜层(2)的覆铜厚度为0.018~0.035mm。对于本 发明的缝隙天线的结构尺寸是以波长为50mm~5000mm作为约束的。
[0006] 本发明缝隙天线的优点在于：
[0007] ①本发明利用介质板模拟有限地平面，在介质板尺寸固定情况下，可以利用加载 电容进一步提升天线之间的隔离度。
[0008] ②本发明缝隙天线制作简单，可通过调整天线尺寸来改变天线的工作频率，应用 更广泛。
[0009] ③本发明缝隙天线具有轮廓低、重量轻、加工简单、易于与物体共形、批量生产、电 性能多样化、宽带和与有源器件和电路集成为统一的组件等诸多特点，适合大规模生产，能 简化整机的制作与调试，从而大大降低成本。
[0010] ④采用在传统天线上设置缝隙，且在缝隙中加载电容，能够方便实现对传统天线 的整改，提升天线之间的隔离度。
【附图说明】
[0011]图1是本发明缝隙天线的结构图。
[0012]图2是未加载电容的缝隙天线的结构图。
[0013]图3A是实施例1缝隙天线的S11参数图。
[0014]图3B是实施例1缝隙天线的S12参数图。
[0015] 图3C是实施例1缝隙天线的S22参数图。
[0016] 图4A是实施例1缝隙天线的E面方向图。
[0017] 图4B是实施例1缝隙天线的Η面方向图。
[0018] 图5是实施例1缝隙天线的加载不同电容值的S12参数图。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0021] 参见图1所示，本发明设计了一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，该缝隙天线由介 质板1、覆铜层2和Α电容3和Β电容4构成。所述覆铜层2上开有Α缝隙21和Β缝隙22,所述Β缝隙 22内的两端安装有A电容3和B电容4。
[0022] 在本发明中，覆铜层2的覆铜厚度为0.018~0.035mm。
[0023] 介质板1的长记为ai、介质板1的宽记为bi、介质板1的厚度一般为0.5~1.5mm。
[0024] A缝隙21的长记为a21、A缝隙21的宽记为b21。
[0025] B缝隙22的长记为a22、B缝隙22的宽记为b22。
[0026] A缝隙21与B缝隙22的间隔记为D。
[0027] A电容3与B电容4的安装间隔记为d。
[0028]本发明设计的缝隙天线的馈电方式为中心馈电，即在缝隙的中点。
[0029]在本发明中，A电容3和B电容4选用日本村田公司生产的高频型高Q型GJM系列型号 电容，电容值为〇. 2pF~20pF。
[0030]在本发明中，考虑到天线实际应用场景，以波长λ为50mm~
[0031] 5000mm作为缝隙天线约束尺寸设计：
[0032] ai=(0.8 ~1.5)A、bi=(0.6 ~1·0)λ;
[0033] d = 0.76b22 ；
[0034] D=(0.3 ~0·5)λ;
[0035] a2i=(0.005~0.01)A、b2i=(0.2~0.3)A;
[0036] a22=(0.005~0.01)A、b22=(0.4~0.6)Ao
[0037] 实施例1
[0038] 介质板1的长ai = 175cm、介质板1的宽bi = l 10cm、介质板1的厚度一般为0.8mm。覆 铜层2的厚度为0.035mm。
[0039 ] A 缝隙 21 的长a2i = 1 cm，A缝隙 21 的宽b2i = 43 · 9cm。
[0040] B 缝隙 22 的长 a22 = 1 cm，B 缝隙 22 的宽 b22 = 89cm。
[0041 ] A 缝隙 21 与 B 缝隙 22 的 D = 75cm。
[0042] A电容3和B电容4与的间距(1 = 68011^电容3的电容值为4.6pF，B电容4的电容值为 4.6pF〇
[0043] 对实施例1采用S参数进行性能评价：图中虚线表示传统天线（即未加载电容），实 线表示本发明设计的实施例1天线。
[0044] 参见图3A所示，S11参数表示B缝隙的工作性能，在电容加载前后其在工作频率 140MHz处的性能基本不变。
[0045] 参见图3B所示，本发明使用S12评价电容加载前后A缝隙与B缝隙之间的隔离度，如 图3B所示，在工作频率140MHz处的耦合度传统天线为一22dB。而实施例1天线降低到一 34dB，下降了 12dB。参见图3C所示，S22参数表示B缝隙的工作性能，在电容加载前后其在工 作频率280MHz处的性能基本不变。
[0046] 对实施例1采用方向图进行电容加载前后性能评价:图中虚线表示传统天线，实线 表示设计的实施例1天线。从图4A的E面方向图和图4B的Η面方向图中可以看出，工作频率为 140MHz时，天线辐射性能不受影响。
[0047]本发明实施例1天线在工作频率为140MHz时的S12值随电容加载值的变化曲线如 图5所示，在电容值为4.6pF处明显地被抑制了，且S12为最优。
[0048] 实施例2
[0049] 介质板1的长ai = 175cm、介质板1的宽bi = l 10cm、介质板1的厚度一般为0.8mm。覆 铜层2的厚度为0.035mm。
[0050] A 缝隙 21 的长a21 = 1 cm，A缝隙 21 的宽b21 = 30 · 7cm。
[0051 ] B 缝隙 22 的长 a22 = 0 · 5cm，B 缝隙 22 的宽 b22 = 89cm。
[0052] A 缝隙 21 与B缝隙 22的D = 76cm。
[0053] A电容3和B电容4与的间距(1 = 68011^电容3的电容值为3.2pF，B电容4的电容值为 3.2pF〇
[0054] 对实施例2采用S参数进行性能评价：图中虚线表示传统天线，实线表示设计的实 施例2天线。
[0055] 本发明使用S11参数表示A缝隙的工作性能，在电容加载前后其在工作频率140MHz 处的性能基本不变。
[0056] 本发明使用S12评价电容加载前后A缝隙与B缝隙之间的隔离度，在工作频率 400MHz处的耦合度传统天线为一 18dB。而实施例2天线降低到一 30dB，下降了 12dB。
[0057] 本发明使用S22参数表示B缝隙的工作性能，在电容加载前后其在工作频率400MHz 处的性能基本不变。
[0058] 对实施例2采用方向图进行电容加载前后性能评价:从E面方向图中可以看出，工 作频率为140MHz时，电容加载后方向性更好，更加接近偶极子天线。从Η面方向图中可以看 出，工作频率为140MHz时，Η面天线辐射性能不受影响。
[0059]本发明实施例2天线在工作频率为400MHz时的互耦值随电容加载值的变化曲线可 知，在电容值为3.2pF处明显地被抑制了，且S12为最优。
【主权项】
1. 一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其特征在于:该缝隙天线由介质板（1)、覆铜层 (2)、A电容(3)和B电容(4)构成。所述覆铜层(2)上开有A缝隙（21)和B缝隙（22)，所述B缝隙 (22)内的两端安装有A电容(3)和B电容(4)。2. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其特征在于:覆铜层（2) 的覆铜厚度为〇. 018~0.035mm。3. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其特征在于:缝隙天线的 结构尺寸以波长为50mm~5000mm作为约束的。4. 根据权利要求3所述的一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其特征在于缝隙天线结 构为： ai=(0.8 ~1.5)A、bi=(0.6 ~1·0)λ; d = 0.76b22 ； D=(0.3 ~0·5)λ; a2i=(0.005~0.01)A、b2i=(0.2~0.3)A; a22 = (0 · 005 ~0 · 01 )A、b22= (0 · 4~0 · 6)λ〇5. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其特征在于:缝隙天线中 加载的电容值为〇.2pF~20pF。6. 根据权利要求1所述的一种具有耦合抑制窄带的缝隙天线，其特征在于:在缝隙中加 载电容适合对传统天线进行整改。
【文档编号】H01Q1/52GK106025562SQ201610479348
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】吴琦, 苏东林
【申请人】北京航空航天大学