[发明专利]基于基片集成波导的全向超宽带圆片天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种全向超宽带圆片天线。

背景技术

超宽带技术是一种新颖的无线通信技术，它在现代无线系统中有着广泛的应用，如超 宽带通信系统、超宽带雷达系统和超宽带电子侦察系统等。超宽带系统的飞速进步使得各 种超宽带电子设备都朝着小型化方向发展，这就要求研制出能与之相适应的超宽带小型化 天线。近年来，超宽带天线已经广泛应用于现代航空、航天以及民用通信等各个方面，因 此，尺寸小、结构简单、性能良好的超宽带天线具有重大的现实意义。

圆片开槽天线因其低纵向尺寸的优点成为研究的热点，但是其带宽较窄，通常不超过 7％，需要通过一定手段来改善。

介质集成波导是一种在介质基片上实现类似于金属矩形波导传输特性的导波结构，由 于该结构具有低辐射、低插损、小型化、易于集成等优点，成为研究的热点。

发明内容

本发明目的是为了解决现有超宽带圆片天线带宽较窄的问题，提供了一种基于基片集 成波导的全向超宽带圆片天线。

本发明所述基于基片集成波导的全向超宽带圆片天线，它包括金属底板、中层金属圆 台、上层金属辐射板、第一介质基板和第二介质基板，

上层金属辐射板通过四个金属杆与金属底板相连接，中层金属圆台通过金属化过孔与 金属底板相连，金属底板和中层金属圆台之间设有第一介质基板，中层金属圆台和上层金 属辐射板之间设有第二介质基板，采用同轴馈电方式，上层金属辐射板的缝隙等效的电容 与金属杆的等效电感构成谐振回路。

本发明的优点：本发明将圆片开槽与介质集成波导技术相结合，提出了一种基于基片 集成波导的全向超宽带圆片天线，仿真结果表明，所设计的天线工作于2.39～3.95GHz的 频率范围内，相对带宽达到了49.2％，该天线为多层印刷结构，具有剖面低、重量轻、易 于集成，且具有带宽较宽的特点，频段涵盖了WLAN，WiMax，WiFi等通用频段，可以 广泛应用在现代通信系统当中。

附图说明

图1是本发明所述基于基片集成波导的全向超宽带圆片天线的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的剖面图；

图4是本发明所述基于基片集成波导的全向超宽带圆片天线的|S₁₁|参数仿真结果，其 中横坐标表示频率，纵坐标表示反射系数。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述基于基片集 成波导的全向超宽带圆片天线，它包括金属底板1、中层金属圆台2、上层金属辐射板3、 第一介质基板和第二介质基板，

上层金属辐射板3通过四个金属杆与金属底板1相连接，中层金属圆台2通过金属化 过孔与金属底板1相连，金属底板1和中层金属圆台2之间设有第一介质基板，中层金属 圆台2和上层金属辐射板3之间设有第二介质基板，采用同轴馈电方式，上层金属辐射板 3的缝隙等效的电容与金属杆的等效电感构成谐振回路。

本实施方式中，结合图2、图3，表1和表2是基片集成波导的全向超宽带圆片天线 的结构参数，单位为mm：

表1

表2

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，第一介质基板和第二介质 基板的相对介电常数相同，均为ε_r＝3.5，第一介质基板的厚度为5mm，第二介质基板 的厚度为5.25mm。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，底馈的同轴线填充介质相 对介电常数ε_r1＝2。

本发明中，上层金属辐射板3通过四个金属杆与金属底板1相连接，构成谐振回路， 谐振回路由上层金属辐射板3的缝隙等效的电容与金属杆的等效电感组成，有效地拓宽了 低频段的带宽，中层金属圆台2通过金属化过孔与金属底板1相连，改变了辐射缝隙到地 板的距离，有效地拓宽了高频段的带宽。

如图4所示，仿真结果表明，本发明的全向超宽带圆片天线工作于2.39～3.95GHz的 频率范围内，相对带宽达到了49.2％，有效的改善了圆片开槽天线带宽较窄的缺点，且天 线整体纵向尺寸较低。