[发明专利]基于三模谐振的超低剖面贴片天线、无线通信系统

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种基于三模谐振的超低剖面贴片天线、无线通信系统，辐射介质板的上表面中线两侧各分布有一个较大的金属辐射片和两个较小的金属辐射片；三个金属辐射片尺寸不同，互相之间有缝隙；印刷在辐射介质板上表面的金属辐射片，嵌在介质板中间的金属短路柱和紧挨辐射介质板下表面的金属地板；金属辐射片的下方设置有一个同轴接头，金属辐射片与金属地板通过所述金属短路柱相连。本发明利用三个尺寸不同的金属辐射片，产生三个谐振点，有效拓展了天线的阻抗带宽。本发明具有低剖面、宽频带、宽波束的优点，相对带宽为14.1％，而剖面高度仅为0.025个自由波长，且工作频带内3dB波束宽度可达140°以上。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于三模谐振的超低剖面贴片天线、无线通信系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：无线通信技术的飞速发展，使人们通信系统中天线的各项性能指标提出了更高的要求，如天线的小型化、宽频带、低损耗等。虽然各种各样的微带天线因其低剖面、重量轻等优点，已经得到了深入的研究和广泛的应用，但是天线的应用和发展却受到频带宽度和波束宽度的限制。因此，如何改善微带天线的性能得到了广泛的关注和研究。微带天线是一种谐振式天线，当频率偏离谐振频率时，其输入阻抗变化较大，导致天线严重不匹配，故阻抗带宽较窄。为了拓展微带天线的带宽，可以考虑降低微带天线的品质因数，例如采用低介电常数的介质基板或者增大介质基板的厚度,选用低介电常数的介质基板，使贴片对电磁场的束缚减弱，更多的能量可以辐射出去。用厚介质基板可以增大天线的辐射电导，也能降低天线的品质因数，但会导致天线的剖面增大。另外还可以通过增加多个谐振频率来实现。减小天线尺寸通常可以通过加载短路针，采用高介电常数的辐射介质板，加载集总元件，在辐射贴片和导体接地板上开槽等方法实现。但是这些技术在减小天线尺寸的同时，也限制了天线的工作带宽等辐射性能。现有技术一公布了一种宽带双层微带天线，天线主要由双层介质板、两个裂口环、辐射片等组成，通过产生多个谐振模式展宽了天线的阻抗带宽，但是由于空气层的存在导致其剖面较高，而在某些情况下，例如共形天线、便携天线等就需要采用低剖面的介质板。现有技术二公布了一种低剖面空气介质微带天线，天线主要由双层金属板、凹槽、馈电同轴线等组成，实现了天线的低剖面和宽波束特性，但是其阻抗带宽过窄，只有0.8％左右，带宽不足时频带边缘的频点性能不好，窄频带限制了它在无线通信领域中的应用。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的微带天线不能同时实现低剖面和宽频带的特性；阻抗带宽过窄，只有0.8％左右，带宽不足时频带边缘的频点性能不好，窄频带限制了它在无线通信领域中的应用。

解决上述技术问题的难度和意义：一方面，现有的部分天线虽然实现了宽带宽波束特性，但是其剖面较高，通常大于0.1个自由波长，所以无法满足超低剖面特性。另一方面，现有的部分天线虽然实现超低剖面宽波束特性，但是其阻抗带宽非常窄，通常只有4％左右，所以无法满足现代宽带通信系统的要求。而本发明所提出的技术恰好解决了上述难题，同时实现天线的超低剖面，具有很大的实用意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于三模谐振的超低剖面贴片天线、无线通信系统。

本发明是这样实现的，一种基于三模谐振的超低剖面贴片天线，所述基于三模谐振的超低剖面贴片天线设置有：

辐射介质板；