[发明专利]一种多辐射模谐振天线

说明书

本发明公开了一种多辐射模谐振天线，包括介质基板以及覆于介质基板上表面的天线结构，所述介质基板与天线结构的尺寸大小上下对应；所述天线结构包括直线天线，所述直线天线的一侧设置与其垂直的第一枝节、第二枝节和第三枝节，所述第一枝节位于直线天线的中线位置，长度长于第二枝节及第三枝节，第二枝节和第三枝节在第一枝节的两边对称设置，形状、尺寸一致，所述第二枝节与直线天线的连接处，与距离其最近的端部之间设有馈电端口。首先，本天线能够将辐射器中可能的模态激发出来，不仅仅激励出奇阶，抑制偶阶，同时，宽带带宽得到大幅提高；其次，本天线不仅具有相对稳定的全向性辐射性能，同样也能够保持较高的增益效果。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其是涉及一种多辐射模谐振天线。

背景技术

多辐射模天线的历史可以追溯到20世纪40年代，但是由于当时的数值算法和仿真软件有限，所以没有得到实用设计应用。传统的天线设计思想是基于“单辐射器，单模”，目前现有的大多数天线设计基于这个思想。随着天线理论与技术的发展，电磁仿真软件的成熟，人们对复杂天线和天线系统的设计方法越来越重视。近些年来，多辐射模思想即“单辐射器，多模”思想又引起了人们的关注。利用这一思想可以快速的设计出宽带天线，满足现代无线通信系统的要求。

一般设计窄缝天线而言，单个辐射器辐射出单个模式，天线的相对带宽都不够理想。为了保持窄缝特性，显著增强其带宽，通常可以通过寄生的辐射器沿馈线部分引入额外的非辐射谐振，通过使用虚拟短路概念，引入寄生通孔并利用多辐射模概念，提出并设计了多种宽带缝隙天线。在过往的研究中，有学者通过在单个窄缝缝隙中激励出多个模式，提出了一种新颖简单的天线构造。在中心馈电的缝隙中二阶奇数模式的电场分布的零点附近对称地引入两个槽根，在两个短截槽的扰动下，第二个奇数模式逐渐与其第一个奇阶模式合并，产生具有两个共振的宽带辐射。研究表明在保持固有窄缝结构的情况下，所提出的现有技术缝隙天线的相对带宽可以有效提高。

有学者利用“单辐射器多模”概念设计了一种宽带偶极子立体结构天线，通过对称地在第二奇阶模电场分布的零点附近引入一对短截柱，在中心馈电的偶极子腔体中激发出两种模式，利用对称的短截柱进行扰动，能够将第二奇阶模移动到与第一奇阶模对应位置，产生共振效果，从而显著增强其辐射带宽。目前这种设计思想与方法，大多数研究是只激励出奇阶模式，抑制偶阶模式。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种通过偏置馈电同时激励出奇模、偶模形式的多辐射模谐振天线。

技术方案：本发明的多辐射模谐振天线，包括介质基板以及覆于介质基板上表面的天线结构，所述介质基板与天线结构的尺寸大小上下对应；

所述天线结构包括直线天线，所述直线天线的一侧设置与其垂直的第一枝节、第二枝节和第三枝节，所述第一枝节位于直线天线的中线位置，长度长于第二枝节及第三枝节，第二枝节和第三枝节在第一枝节的两边对称设置，形状、尺寸一致，所述第二枝节与直线天线的连接处，与距离其最近的端部之间设有馈电端口。

所述馈电端口为一断截面，通过设置电流源激励，该断截面的两侧分别接电源正负极。

在直线天线靠近端部处进行电流源激励，能够同时激励出天线中可能存在的模态，既包括了奇模，同时也激励出偶模，在直线天线的一侧添加三个枝节，对既有的模态进行扰动合并，能够使得原先较窄的频带得到拓宽，从而形成宽带天线。

其中，所述断截面宽3mm，距离其相近的端部8mm，设置的电流源激励端口阻抗为75Ω。

进一步的，所述第一枝节、第二枝节以及第三枝节宽度与直线天线的宽度一致，为6.5mm，所述直线天线的长度为82mm，所述第二枝节和第三枝节的长度为20mm，各自与距离其最近的端部之间距离15mm，所述第一枝节的长度为30mm。