[发明专利]基于双模融合的带宽增强紧凑型微带天线、无线通信系统

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种基于双模融合的带宽增强紧凑型微带天线、无线通信系统，矩形辐射微带与L型辐射微带附着于介质基板，位于天线的最上层；介质基板位于基于双模融合的带宽增强紧凑型微带天线的中间层；金属地板位于介质基板的下层；矩形辐射微带与L型辐射微带之间有一缝隙用以辐射线极化电磁波；矩形辐射微带的中心以及L型辐射微带的拐角处放置短路销钉；金属地板位于整个天线的最下方，安装射频接头。本发明解决了传统微带天线在结构紧凑条件下带宽较窄的问题；在保证天线增益的同时，具有单极型辐射方向图；能较好地应用于无线通信系统。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于双模融合的带宽增强紧凑型微带天线、无线通信系统。

背景技术

微带天线以其尺寸小、重量轻、易于与无线设备集成等特点在现代无线通信技术中得到了越来越多的应用。随着现代通信技术的发展，对微带天线设计的要求越来越严格，在保证其结构紧凑的同时还要具有较宽的带宽。因此，研究具有带宽增强能力的紧凑型微带天线具有实际意义。然而，传统微带天线的相对带宽一般只有1％左右，另外若要减小天线的尺寸，天线的带宽可能更窄。所以近年来关于如何展宽微带天线带宽、缩小微带天线尺寸的研究越来越广泛。目前，最接近的现有技术为：对于减小微带天线的尺寸，通常采用高介电常数的介质基板、在辐射贴片上或者地板上开线性槽，或者激发零次模等方法。现有技术一“现代天线设计”通过采用高介电常数介质(ε_r＝9.8)，实现微带天线结构紧凑的特点，天线的厚度为0.026λ₀，但所采用的高介电常数介质加工成本高，且具有较高的Q值，导致其带宽只有1％。现有技术二“带宽增强的超低剖面紧凑型贴片天线”通过在辐射贴片上开的线性槽，天线尺寸可减小至0.1λ₀×0.1λ₀×0.01λ₀，但天线结构复杂，加工难度增大，且交叉极化大，增益低。现有技术三“基于双臂螺旋结构的紧凑型零阶谐振天线”通过激发零次模的方法，实现天线结构紧凑的特性，并产生单极型辐射方向图，但其等效电路为LC谐振回路，因此天线带宽只有1％。

上述天线虽然都实现了微带天线结构紧凑的特性，但是天线存在带宽太窄或者结构复杂的问题，阻碍了天线在通信系统中的应用。因此，设计出结构简单、带宽较宽的结构紧凑型微带天线是天线技术领域亟需解决的问题，具有较大的实用意义。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术一天线的厚度为0.026λ₀，但加工成本高，且带宽只有1％。

(2)现有技术二天线结构复杂，加工难度增大，且交叉极化大，增益低。

(3)现有技术三天线带宽只有1％。

解决上述技术问题的难度：

传统微带天线的相对带宽一般只有1％，为了展宽其带宽采用的多种方式，或增加了天线的复杂度、或增大了天线尺寸，使其应用效果变差。本发明在保证天线结构简单的条件下，减小了天线尺寸，同时增加了其带宽。

解决上述技术问题的意义：

微带天线由于其体积小、重量轻、剖面低等优势被广泛应用于雷达、卫星导航、卫星通信以及飞行器设计等多个领域。但是窄频带特性是其应用发展受限的显著劣势。因此，本发明在保证微带天线结构紧凑的前提下展宽了天线带宽，使其能更好的应用于实际工程。

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双模融合的带宽增强紧凑型微带天线、无线通信系统。

本发明是这样实现的，一种基于双模融合的带宽增强紧凑型微带天线，所述基于双模融合的带宽增强紧凑型微带天线设置有：

矩形辐射微带；