[实用新型]一种加载寄生结构的宽带贴片天线

说明书

本实用新型公开了一种加载寄生结构的宽带贴片天线，包括从下至上依次布设的金属地、介质基板和金属贴片层；金属贴片层包括主辐射贴片和若干个寄生贴片；主辐射贴片印刷在介质基板的上表面中心，且通过主馈电导体针与金属地电连接；若干个寄生贴片呈口字型包围式印刷在主辐射贴片外周的介质基板上表面；每个寄生贴片均通过寄生金属导体与金属地电连接；寄生金属导体和对应的寄生贴片形成蘑菇型结构；主辐射贴片的长宽大于每个寄生贴片的长宽。本申请能使低频和高频谐振频率实现良好的阻抗匹配，进而增加天线的阻抗带宽。另外，还能在增强天线电感特性的同时，使得各贴片上的电流分布更加均匀，从而大大提高天线增益。

技术领域

本实用新型涉及一种宽带高增益天线，特别是一种加载寄生结构的宽带贴片天线。

背景技术

现代无线通信系统中的小型化移动终端对收发天线提出小型化、集成化、一体化的要求，同时，无线传输和移动网络技术的快速发展，使得无线数据流量呈爆炸性增长，进而对天线性能提出了更高的要求。高速率大容量的数据传输首先需要有足够的带宽，X波段以下的可用频谱资源非常有限，因此需要利用更高频段的频谱资源。高频电磁波在自由空间传播过程中损耗较大，因此对天线的增益提出更高要求。另外，在实际应用中，除了宽带高增益外，天线还应具备低剖面、低成本、易加工、易与其他平面电路集成等优点。

由于微带贴片天线具有低剖面、加工简单、成本低、易与其他载体表面共形、易与平面电路集成等优点，在军事领域以及商业领域都具有良好的应用前景。然而，由于微带天线剖面较低，阻抗匹配性能不佳，导致微带天线带宽较窄，通常在5%左右，完全不能满足现代无线通信的需求。为了满足日益增长的无线业务需求，宽带、高增益、低剖面微带天线具有重要的研究价值。

针对微带天线带宽较窄的问题，学者们已经进行了大量的研究，展宽微带天线带宽的传统技术方法总结如下：增加介质基板的厚度、降低介质基板的介电常数、在贴片上开槽、U型槽、L型探针、采用缝隙耦合馈电方式、短路壁、寄生条带、在多层介质板上层叠贴片等等。近年来，随着超材料、超表面等新概念的提出，基于超材料结构、超表面结构的宽带天线也层出不穷。然而，上述传统技术方法在带宽拓展与增益方面仍有待进行改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种加载寄生结构的宽带贴片天线，该加载寄生结构的宽带贴片天线在传统的微带天线的基础上，能使低频和高频谐振频率实现良好的阻抗匹配，进而使得天线的阻抗带宽大大增加。另外，还能在增强天线电感特性的同时，使得各贴片上的电流分布更加均匀，从而大大提高该天线的增益。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种加载寄生结构的宽带贴片天线，包括从下至上依次布设的金属地、介质基板和金属贴片层。

介质基板为长方形板，金属地印刷在介质基板的下表面。

金属贴片层包括主辐射贴片和若干个寄生贴片。

主辐射贴片同轴印刷在介质基板的上表面中心，且通过主馈电导体针实现与金属地的电连接。

若干个寄生贴片呈口字型包围式印刷在主辐射贴片外周的介质基板上表面；每个寄生贴片均通过一根寄生金属导体实现与金属地的电连接；寄生金属导体和对应的寄生贴片形成蘑菇型结构。

每个寄生贴片与主辐射贴片之间均具有主隔离间隙；相邻两个寄生贴片之间均具有寄生隔离间隙。

主辐射贴片和每个寄生贴片均呈长方形，主辐射贴片的长度大于每个寄生贴片的长度，主辐射贴片的宽度大于每个寄生贴片的宽度。

主馈电导体针的顶端贯穿主辐射贴片并作为50欧姆馈电端口。

主馈电导体针偏离主辐射贴片的中心。

介质基板具有平行于自身长侧边的对称轴X；主馈电导体针邻近主辐射贴片的短侧边，且位于对称轴X上。