CN110931962B - 一种应用于wlan的高隔离度低剖面双极化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，由单面微带电路板及带有矩形空气背腔的接地结构板两部分组成,拓展了天线工作带宽，同时维持了单层微带天线在结构上的优势和辐射性能，使用具有创新形式的单层微带加背腔的结构形式，设计出具有结构简单、剖面低、易与馈电网络一体化设计等方面的优点，便于实现高效率、低剖面的微带贴片天线阵。

Description

一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，更具体的说是涉及一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线。
背景技术
随着技术发展和需求的推动，人们对微带天线提出了越来越高的要求，具备宽频带、高效率、重量轻、薄层易于共形等能力，同时具有馈电简单、易与馈电网络一体化设计等方面的特性的天线关注越来越广泛，该类天线的辐射单元有开口波导、印刷振子、波导缝隙等。由于微带贴片天线具有剖面低、重量轻、加工容易等方面的显著优点得以推广应用。对于常规微带贴片天线而言，其缺陷与优点一样非常明显，即带宽窄。对此已有众多研究成果解决这一问题，L形探针馈电激励结构复杂不利于规模生产；多层微带贴片天线需要层间胶接，介质材料品种多不利于温度交变应用环境；简单加厚介质层则天线辐射方向图发生畸变、交叉极化分量抬高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线。
为了实现上述目的，本发明提供如下方案：一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，包括微带基板、金属接地板、馈电线、金属凸台、辐射单元。其特征在于：本发明由单面微带电路板及带有矩形空气背腔的接地结构板两部分组成。电路板的上表面蚀刻辐射贴片及对其馈电的微带线。背腔***形成一个金属环形凸台，作为微带基板的支撑面，与金属接地板间形成一个空气层，与微带基板形成一个具有混合介电常数的混合介质层。金属凸台有两处开口，能保持馈电线的阻抗连续，不产生额外的阻抗突变。辐射单元位于背腔正上方，单元四角采用切角处理，并且在馈电位置处加载缝隙，以此来拓宽驻波带宽。辐射单元以平面天线阵的形式构成4*4共16个单元的天线阵列，通过串并联混合网络合成陈列单元，形成一个完整的高隔离低剖面双极化天线。
所述的微带电路板为单层覆铜结构，能减低微带基板在使用中所受的高低温、所带来的变形，保证天线的使用寿命及性能。
所述 的单层贴片天线单元可简化天线结构，降低天线剖面和馈电网络的寄生辐射，弱化网络与辐射单元之间的交叉耦合。
所述的金属凸台，通过调整高度，能让整个微带馈电网络更容易的进行匹配，确保足够的天线工作带宽。
所述的4*4共16个单元的天线阵列，采用了阵列单元之间由串并联混合网络合成，保证天线宽带特性、减少了馈电网络的损耗，提高天线阵的效率。
本发明的有益效果是：本发明 根据微带贴片天线展宽带宽的基本机理，拓展了天线工作带宽，同时维持了单层微带天线在结构上的优势和辐射性能。本发明 采用单层微带加背腔的结构形式，具有结构简单、剖面低、易与馈电网络一体化设计等方面的优点，便于实现高效率、低剖面的微带贴片天线阵。
附图说明
图1：本发明的天线单元结构图。
图2：宽频双极化辐射单元设计图。
图3:4*4共16个单元的天线阵列设计图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括了微带基板、金属接地板、馈电线、金属凸台、辐射单元。本发明 由单面微带电路板及带有矩形空气背腔的接地结构板两部分组成。电路板的上表面蚀刻辐射贴片及对其馈电的微带线。背腔***形成一个金属环形凸台，能作为微带基板的支撑面，并且馈电线与金属接地板间形成一个空气层，与微带基板形成一个具有混合介电常数的混合介质层，金属凸台有两处开口，能保持馈电线的阻抗连续，不产生额外的阻抗突变，通过调整金属矩形凸台的高度，能让整个微带馈电网络更容易的进行匹配，很好的确保了足够的天线工作带宽。辐射单元位于空腔正上方，单元四角采用切角处理，并且在馈电位置处加载缝隙，以此来拓宽驻波带宽，且使得频带内的各频点的增益高，保持方向的一致性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并不能以此为局限本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，包括微带基板、金属接地板、馈电线、金属凸台、辐射单元；其特征在于：所述天线 由单面微带电路板及带有矩形空气背腔的接地结构板两部分组成；电路板的上表面蚀刻辐射贴片及对其馈电的微带线；背腔***形成一个金属环形凸台，作为微带基板的支撑面，与金属接地板间形成一个空气层，与微带基板形成一个具有混合介电常数的混合介质层；金属凸台有两处开口，能保持馈电线的阻抗连续，不产生额外的阻抗突变；辐射单元位于背腔正上方，单元四角采用切角处理，并且在馈电位置处加载缝隙，以此来拓宽驻波带宽；辐射单元以平面天线阵的形式构成4*4共16个单元的天线阵列，通过串并联混合网络合成阵列单元，形成一个完整的高隔离低剖面双极化天线。
2.根据权利要求1所述的一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，其特征在于：所述的微带电路板为单层覆铜结构，能减低微带基板在使用中所受的高低温所带来的变形，保证天线的使用寿命及性能。
3.根据权利要求2所述的一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，其特征在于：所述的单层贴片天线单元可简化天线结构，降低天线剖面和馈电网络的寄生辐射，弱化网络与辐射单元之间的交叉耦合。
4.根据权利要求1所述的一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，其特征在于：所述的金属凸台，通过调整高度，能让整个微带馈电网络更容易的进行匹配，确保足够的天线工作带宽。
5.根据权利要求1所述的一种应用于WLAN的高隔离度低剖面双极化天线，其特征在于：所述的4*4共16个单元的天线阵列，采用了阵列单元之间由串并联混合网络合成，保证天线宽带特性、减少了馈电网络的损耗，提高天线阵的效率。
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