[发明专利]一种基于差分谐振器馈电的宽带贴片天线

说明书

本发明公开了一种基于差分谐振器馈电的宽带贴片天线，其包括金属底板、位于金属底板上方的L形折叠片、设置在L形折叠片顶部且与金属底板平行设置的辐射贴片、相贴设置在金属底板下表面的介质基板、在介质基板上形成的谐振单元以及与谐振单元连接的馈电线，L形折叠片的其中一水平翻折面分别通过金属探针垂直穿过金属底板、介质基板与谐振单元相连接。本发明利用差分馈电降低了天线的交叉极化，且工作在四个谐振模式上，带宽达到了63.7％，而天线剖面高度仅为0.158个真空波长；且在通带内天线正上方都保持着平坦的增益以及稳定的辐射方向图。

【技术领域】

本发明属于通讯技术领域，特别是涉及一种基于差分谐振器馈电的宽带贴片天线。

【背景技术】

近年来，随着无线通信的迅速发展，日渐复杂的应用场景，对无线通信系统中的天线的带宽和其他性能的要求越来越高。由于微带贴片天线具有剖面低、重量轻、易于加工以及成本低等优点，被广泛地应用在各种无线通信中。

然而，由于微带贴片天线的一个缺点是它们具有相对窄的带宽，导致其很难应用于宽带通信中。多年来有很多种宽带技术被研究以尝试提高微带天线的带宽。现有技术方案中，有在辐射贴片的水平或者垂直方向上增加寄生贴片，然后通过电磁耦合把能量从辐射贴片耦合到寄生贴片上的；有的在贴片天线上刻蚀U-形狭槽或多个矩形狭槽。

不过，上述所提及的增加带宽的技术都不太理想。共面寄生贴片的使用增加了天线的面积，堆叠寄生单元的使用增加了天线剖面的厚度，特别是两者在工作频带内都面临着方向图畸变的问题；除此之外，电容性间隙的制造对工艺的精度要求很高，加工误差无法保证。而在贴片天线上刻蚀U-形槽虽然提高了天线的交叉极化，但是降低了天线的辐射性能。

现有技术中提出了一种在圆形贴片天线上加载一圈金属通孔使另一个谐振模式被激励起来，通过多辐射模并用的思想来增加天线的带宽；但是该技术所能实现的带宽还是相对较较窄，仍然无法满足宽带通信的需求。

除此之外，偶极子基站天线被广泛应用在宽带通信中，但是这类基站天线具有很高的剖面，约为四分之一真空波长，这很难应用在较低剖面的场景中。最后，由于宽带通信技术以其数据传输速率高、发射功率低、抗干扰性能强、保密性好等一系列优点备受重视，在无线通信、射频标识等诸多领域具有广阔的应用前景；针对宽带无线通信，不仅要求宽带天线在其工作频带内，具有良好的阻抗匹配特性、稳定的辐射方向性、相对平坦的增益特性，而且希望天线成本低廉、便于加工和安装。

近年来，随着移动通信的快速发展，为了满足各种通信服务，移动通信系统的频段将会变得越来越多，比如目前我国3G/4G/5G移动通信系统涵括了1.7-2.7GHz、3.4-3.6GHz和4.8-5.0GHz等多个频段。传统的基站天线最大带宽一般为40％左右，已经覆盖不了如此宽的工作频段了。如果分别对这些频段开发相应地天线单元和阵列，通信系统的收发天线将会变得非常复杂，成本也会显著地提高。因此，研制出一种能够同时覆盖上述频段的新型宽带天线显得尤为重要。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种同时具有剖面低、交叉极化低、工作带宽宽、馈电结构简单、加工工艺简单、成本低等一系列特点的基于差分谐振器馈电的宽带贴片天线。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于差分谐振器馈电的宽带贴片天线，其包括金属底板、位于所述金属底板上方的L形折叠片、设置在所述L形折叠片顶部且与所述金属底板平行设置的辐射贴片、相贴设置在所述金属底板下表面的介质基板、在所述介质基板上形成的谐振单元以及与所述谐振单元连接的馈电线，所述L形折叠片的其中一水平翻折面分别通过金属探针垂直穿过所述金属底板、所述介质基板与所述谐振单元相连接，所述谐振单元经所述馈电线馈电后产生谐振，并通过所述金属探针和所述L形折叠片把一对差分信号传输给所述辐射贴片，完成天线的差分馈电。

进一步的，所述L形折叠片和所述金属探针数量对应设置，且均设置有两个。