CN111082226A - 基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线 - Google Patents
基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111082226A CN111082226A CN202010013897.7A CN202010013897A CN111082226A CN 111082226 A CN111082226 A CN 111082226A CN 202010013897 A CN202010013897 A CN 202010013897A CN 111082226 A CN111082226 A CN 111082226A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- resonator
- circularly polarized
- super
- subminiature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
- H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
- H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,包括介质基板和金属地板,所述介质基板上形成有多个叠层电容、馈电装置和金属环路连接端;所述叠层电容的第一电极相互电连接形成叠层电容第一公共电极;所述馈电装置连接于所述叠层电容的第一公共电极,所述金属环路连接端设置于所述各叠层电容的第二电极;所述各金属环路连接端分别电连接一金属柱的一端,所述各金属柱的另一端分别与所述金属地板电连接;电连接的金属地板、金属柱和叠层电容形成超谐振器电流环路。通过调整叠层电容和金属环路长度,构造大的等效电容和等效电感,获得小的谐振频率,实现超小型化天线设计。
Description
技术领域
本发明属于射频天线技术领域,涉及小型圆极化天线技术领域,具体涉及一种基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线。
背景技术
随着电子设备的小型化推进,天线的尺寸问题越来越凸显,人们迫切需要开发高性能的小型化天线。作为天线的一个重要分支,圆极化天线广泛用于移动通信、卫星通信和电子对抗等方面。
目前在小型化电子设备中常用的圆极化天线,按照天线结构大致可分为正交偶极子对圆极化天线和微带圆极化天线等。正交偶极子对圆极化天线,将两个偶极子天线正交放置,构成两个正交的电场分量,再利用馈电网络(分别实现偶极子的0°和90°馈电)或者利用自相移的思路(调整偶极子的输入阻抗,产生±45°相角),产生90度的相差,从而实现圆极化天线设计。微带圆极化天线,实现圆极化的方式有单馈法、双馈法和多馈法;单馈法,对贴片开槽、倒角以及添加枝节等,产生微扰使得正交的简并模分离,再利用馈电实现自相移的±45°相差,从而实现圆极化;双馈法,利用功分-延迟线馈电网络或者3dB-90°电桥,对微带贴片正交方向分别进行0°和90°馈电,实现圆极化设计;多馈法,利用组阵和馈电网络,对贴片分别进行0°、90°、180°和270°馈电,实现圆极化。
就目前常用的正交偶极子对圆极化天线而言,偶极子天线辐射本身是全向的,为实现定向辐射,通常需要在四分之一波长距离放置反射地板。该类天线受限于偶极子结构和反射地板的放置高度要求,存在天线体积较大等缺点;同时受限于单个偶极子天线增益的限制,天线总体增益不高;在已有的设计中,为了实现天线的固定等,常使用介质基板作为支撑,引入介质损耗,还增大了制作成本。
就目前常用的微带圆极化天线而言,由于微带天线结构和原理上的限制,存在天线带宽窄等缺点;对于使用介质进行小型化设计的微带贴片天线,将会引入介质损耗,降低天线增益;对于双馈和多馈点的微带圆极化方案,需要搭建馈电网络,存在尺寸较大等缺点。
综上所述,目前常用的正交偶极子对天线受限于自身性能和圆极化实现原理,存在物理尺寸大,增益受限,小型化困难等缺点;微带圆极化天线受限于微带天线元件,存在天线工作带宽较窄,增益不够高等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足,提供了一种基于电磁超谐振器的超小型高性能圆极化天线及其工作频率机械可重构实现方式。
依据本发明的一个方面,提供一种基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,包括介质基板和金属地板,其特征在于,所述介质基板上形成有多个叠层电容、馈电装置和金属环路连接端;
所述叠层电容的第一电极相互电连接形成叠层电容第一公共电极;
所述馈电装置连接于所述叠层电容的第一公共电极,所述金属环路连接端设置于所述各叠层电容的第二电极;
所述各金属环路连接端分别电连接一金属柱的一端,所述各金属柱的另一端分别与所述金属地板电连接;
电连接的金属地板、金属柱和叠层电容形成超谐振器电流环路。
作为本发明可选方案的一种,所述介质基板包括正方形基板基材和覆盖于上下表面的顶层金属层和底层金属层;
所述底层金属层为中心对称且轴对称的十字形,局部覆盖于所述基板基材的第一表面,所述底层金属层的对称中心为基材底层表面的中心;
所述底层金属层的对称轴包括底层金属层十字交叉的两条臂的中轴,所述对称轴分别与所述基材的对角线重合;
所述顶层金属层包括以基板基材中心对称分布的四组相互无连接的金属覆盖域,所述各金属覆盖域分别由正方形基板基材的各顶点位向中心延申,并形成连续覆盖区域;
所述各覆盖域分别与所述底层金属层在正投影方向上形成交叠区域,所述交叠区域形成叠层电容。
作为本发明可选方案的一种,所述金属环路连接端为设置于所述基板基材各顶点位的通孔,所述通孔用于固定所述金属柱。
作为本发明可选方案的一种,所述通孔为金属化过孔,所述金属柱为金属螺栓。
作为本发明可选方案的一种,所述介质基板和金属地板平面相互平行,所述金属柱与所述金属地板平面垂直连接。
作为本发明可选方案的一种,所述通孔中的一个或多个为腰型孔,所述腰型孔的长度方向轴线与所述介质基板的相应对角线重合。
作为本发明可选方案的一种,所述腰型孔为两个,设置于介质基片相邻的顶角位。
作为本发明可选方案的一种,所述金属地板上腰型孔的正投影位置设置有尺寸相同的金属化腰型通孔。
作为本发明可选方案的一种,所述第一公共电极设置有集总电感焊盘,所述集总电感焊盘可焊接串联电连接于馈电回路的集总参数电路电感。
作为本发明可选方案的一种,一腰型孔位置连接多个金属柱,多个金属柱之间的相对距离可调整。
本发明所提供的一种基于电磁超谐振器的超小型高性能圆极化天线及其工作频率机械可重构实现方式,依托RFID(902-928MHz)为应用背景,利用新型正交超谐振器结构,通过调整叠层电容和金属环路长度,构造大的等效电容和等效电感,获得小的谐振频率,实现超小型化天线设计。谐振频率轻微差异的双缝隙的超谐振器正交布设,以及灵巧的单馈方式,获得了等幅度正交电场分量和90°相差,实现圆极化设计。位置可调的螺钉的加入,通过改变金属环路长度的方式,在不引入额外结构的前提上,实现了工作频率机械可重构。对称双缝隙,金属支撑和空气基板的结构,致使介质损耗最低,实现高辐射效率的设计。利用电磁超材料的小型化特性,即通过增大叠层电容面积和金属环路长度,获得大的电容和电感,减小谐振频率,在不依赖高介电常数基板的前提下,实现了天线的超小型化设计,天线的电尺寸为0.135λ0×0.135λ0×0.03λ0,在该尺寸下,天线仍兼得足够的带宽和高性能,这本身就是巨大的优势。在新型电磁超谐振器结构中,双缝隙对称地开设在谐振环的两侧,采用叠层电容方式实现,双缝隙的布局不仅便于后续的馈电设计,还提供了更大的辐射口径面积,改善辐射增益。SMA接头直接与基板顶层正交超谐振器结构的交叉部分相连接,不仅能够有效激励起正交的双谐振环,并且结构简单,是正交超谐振器结构激励的首次提出。在工作频率机械可重构圆极化天线中,金属螺钉随矩形槽移动以调谐天线的工作频率,频率调谐方式简单可靠,无需额外的装置,特别适用于天线因工作环境变化引起的频偏校正。
附图说明
图1为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线正交超谐振器拓扑图;
图2为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线结构示意图;
图3为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线工作电场和电流模式图;
图4为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线频带性能图;
图5为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线辐射效率和增益图;
图6为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线辐射性能图(Phi=0°);
图7为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线辐射性能图(Phi=90°);
图8为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线机械可重构方案结构示意图;
图9为本发明实施例所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线机械可重构方案频带性能图。
附图标记说明
1.介质基板,2.金属地板,3.顶层金属层,4.底层金属层,5.金属螺栓,6.馈电装置,7.腰型孔(可重构方案中)。
具体实施方式
以下配合图式及本发明的较佳实施例,进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
作为可选实施例的一种,基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,包括介质基板1和金属地板2,所述介质基板上形成有多个叠层电容、馈电装置和金属环路连接端;所述叠层电容的第一电极相互电连接形成叠层电容第一公共电极;所述馈电装置连接于所述叠层电容的第一公共电极,所述金属环路连接端设置于所述各叠层电容的第二电极;所述各金属环路连接端分别电连接一金属柱的一端,所述各金属柱的另一端分别与所述金属地板电连接;电连接的金属地板、金属柱和叠层电容形成超谐振器电流环路。所述馈电装置,从金属地板上穿过中间空气层与顶层金属相连接进行馈电。超谐振器由介质基板的双面金属层,金属螺钉以及金属地板构成。两谐振频率轻微差异的超谐振器进行正交布设,构造出新型正交超谐振器结构,再同时激励双谐振器,提供圆极化需要的正交分量和90°相差。在本实施例中,所述介质基板为低损耗基板,介电常数2.2,损耗角正切0.0007。所述金属地板为铝薄板。所述金属螺钉为直径3MM长度15MM的黄铜材质螺钉。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述介质基板包括正方形基板基材和覆盖于上下表面的顶层金属层和底层金属层;所述底层金属层为中心对称且轴对称的十字形,局部覆盖于所述基板基材的第一表面,所述底层金属层的对称中心为基材底层表面的中心;所述底层金属层的对称轴包括底层金属层十字交叉的两条臂的中轴,所述对称轴分别与所述基材的对角线重合;所述顶层金属层包括以基板基材中心对称分布的四组相互无连接的金属覆盖域,所述各金属覆盖域分别由正方形基板基材的各顶点位向中心延申,并形成连续覆盖区域;所述各覆盖域分别与所述底层金属层在正投影方向上形成交叠区域,所述交叠区域形成叠层电容。所述固定于地板上的馈电装置可选为包括串联在基板顶层通路上的匹配集总电感以及SMA接头。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述金属环路连接端为设置于所述基板基材各顶点位的通孔,所述通孔用于固定所述金属柱。具体的,所述超谐振器,通过金属螺钉将基板顶层和金属地板相连接;双缝隙对称地开设在谐振器两侧;两个谐振频率轻微差异的谐振器正交摆放。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述通孔为金属化过孔,所述金属柱为金属螺栓。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述介质基板和金属地板平面相互平行,所述金属柱与所述金属地板平面垂直连接。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述通孔中的一个或多个为腰型孔,所述腰型孔的长度方向轴线与所述介质基板的相应对角线重合。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述腰型孔为两个,设置于介质基片相邻的顶角位。新型超谐振器结构,双辐射缝隙对称地布设在环的左右两侧,双辐射缝隙由介质基板顶层和底层金属层间的叠层电容构成。所涉及超谐振器结构形式不局限与矩形环,包括圆形、半圆形等结构。基于Chu极限定理和电小天线原理,超谐振器有效利用了包围天线体积,获得低的品质因数Q,尽可能接近电小天线极限带宽。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述金属地板上腰型孔的正投影位置设置有尺寸相同的金属化腰型通孔。
作为本发明可选实施例方案的一种,所述第一公共电极设置有集总电感焊盘,所述集总电感焊盘可焊接串联电连接于馈电回路的集总参数电路电感。
作为本发明可选实施例方案的一种,一腰型孔位置连接多个金属柱,多个金属柱之间的相对距离可调整。所涉及调谐金属螺钉(金属柱)不局限于两颗,多颗螺钉工作,能够增大频率调谐范围。所述的馈电装置固定在地板上,穿过中间空气基板,直接与基板顶层正交超谐振器相交部分连接,馈电简洁。
所述天线利用超谐振器的强谐振结构,通过叠层电容和等效金属环结构构造出大的等效电容和电感,获得小的谐振频率,实现小型化设计,双缝隙的布设,提高了辐射口径面积,改善了辐射增益。采用金属支撑和空气基板结构,致使介质损耗最小化和低成本。
该天线利用新型正交超谐振器结构和自相移圆极化实现原理,使得该天线在紧凑尺寸下实现圆极化设计,拥有良好的辐射性能和圆极化特性。
而且该天线采用金属支撑和空气基板的结构,致使天线的介质损耗降到最低,使得天线拥有优秀的辐射效率,规避了传统超材料天线和使用介质基板小型化天线的造成的高损耗低效率的问题。少量的介质基板仅用于作为PCB实施的载体,尽可能的降低了天线的加工成本,便于大规模的应用。
相比于常规的小型化圆极化天线,该发明的圆极化天线具有更加紧凑的尺寸,天线具有高辐射效率和辐射性能,天线结构简单低成本,有利于整机的小型化推进和射频前端性能的改善。同时工作频率机械可重构方式的提出,正是考虑到天线实际应用环境造成频偏影响,从而能在现场即可完成频偏校正,极大的方便了推广应用。
请参阅图1-9所示,本发明另一较佳实施例如下:
基于电磁超谐振器的超小型高性能圆极化天线,包括介质基板1,所述介质基板上、下表面分别敷设有顶层金属层3和底层金属层4,所述薄的金属地板2,所述连接天线介质基板与金属地板的金属螺钉5,所述固定在金属地板,穿过空气基板与顶层相连接的馈电装置SMA接头6;其中,所述介质基板四周角落布设有金属化通孔,用于穿过金属螺钉,实现谐振环电气连接,所述金属地板上对应位置开设四个通孔,用于穿过金属螺钉,实现谐振环电气连接,所述金属螺钉,用作谐振环电流回路结构和天线基板支撑,所述介质基板两侧的金属层交叠区域,用于构造交叠电容,同时用于向空间中辐射电磁波,所述基板顶层金属层馈电连接处,腐刻有串联集总电感焊盘,用于给馈电结构串入电感改善匹配;另外在工作频率机械可重构实现方式中,所述介质基板1和金属地板2,对应位置开设有矩形槽7,用作金属螺钉的移动导轨槽。
在实际的应用中,该正交超谐振器结构通过金属螺钉将介质基板表面的金属层3/4与金属地板2相连接,形成超谐振器电流环路,介质基板顶层和底层的金属交叠部分,形成叠层电容器结构,可等效为超谐振器的开口电容结构,如图2所示。超谐振器可等效为一个RLC谐振器电路,其中电阻R来自于天线辐射电阻和损耗电阻,电感L来自于谐振器环路的电感效应,电容C来自于顶层与底层交叉的叠层电容。因此通过增大叠层电容的交叠面积或电流环路长度,即可使得谐振频率下降,实现天线的小型化设计,本设计中通过增大叠层电容值以及将金属螺钉布设在对角线上尽可能获得大的金属环路长度,以此实现超小型化天线的设计,天线的电尺寸为0.135λ0×0.135λ0×0.03λ0。两个频率轻微差异的超谐振器正交摆放(如图1(d)和2所示),同传统的正交超谐振器(如图1(b)所示)相比较,传统正交超谐振器结构开口电容在中间(如图1(a-b)所示),实际加工中将难以实现或操作,另外为了激励起正交的双谐振器,馈电结构较为复杂,将会用到十字地板开槽耦合馈电或二等分功分馈电形式等;新型正交超谐振器结构中,两条叠层电容缝隙对称布设在超谐振器的两侧(如图1(c-d)),中间交叉位置直接为金属相交,避免了开口相对的问题,不仅便于单馈点馈电的实施(如图2所示),同时双叠层电容的引入,增大了辐射口径,改善了辐射增益。正交超谐振器结构中,两个谐振器的谐振频率有轻微差异,因此天然获得一对正交等幅度的电场分量,再利用单馈点从中间部位进行激励,获得电场分量间的90°相差,到此天线的圆极化操作得以实现,通过附图3中表面电场和电流随相位的变化示意,可以清晰的得到等幅正交分量和周期性的场旋转的效果,凸显良好的圆极化性能。同时由于正交超谐振器的谐振频率略有差异,因此适当的分离双谐振点,可以获得宽的带宽,如图4所示频带内存在双谐振点。天线小型化程度和天线工作带宽是呈对立的关系,即天线的频带宽度与品质因数Q呈反比例关系,本申请提出的电磁超谐振天线基于Chu极限定理,尽可能的有效利用电小天线包围体积,形成低Q值,尽可能接近极限带宽,如图2和4所示。
一较佳实施例方案,电磁超谐振器天线介质基板为0.5mm厚度的低损耗介质材料(介电常数2.2,损耗角正切0.0007),用于实施金属层敷设、超谐振器构造和馈电连接;金属地板为0.8mm厚度的薄铝板,用作超谐振器电流环路和反射地板;金属螺钉直径3mm的黄铜材料螺钉,用于超谐振器的环路和天线支撑;馈电接头为法兰盘SMA标准件,并用焊锡与介质基板的顶层正交超谐振器相交部分相接,用作同时激励起双超谐振器。相比于传统加载高介电常数介质基板的小型化天线,本申请所提出的超小型天线通过电磁超材料实现小型化设计,天线材料仅为极少量的介质基板和低成本的金属地板和金属螺钉,天线成本低,天线结构简单易于组装和批量生产,如图2所示。除此之外,近似为全金属和等效的空气基板结构,介质损耗被尽可能降低,天线具有高增益和高辐射效率,如图5所示。新型正交超谐振器结构的提出,并用于小型化圆极化天线设计,具有高的辐射性能和圆极化性能,如图6和7所示。基于电磁超谐振器的超小型高性能圆极化天线,具有超小型的尺寸,足够的工作带宽,高辐射效率和高辐射性能,能够适用于小型化电子设备通信和功能应用。
一较佳实施例方案,所述工作频率机械可重构的圆极化天线,如图8所示,所述金属地板和介质基板对应位置对称地开设有两道矩形槽,用作金属螺钉移动的导轨槽,金属螺钉可沿矩形槽进行移动;金属螺钉的位置不同,影响着超谐振器的金属环路的长度;金属螺钉越靠外,超谐振器的路径越长,等效电感越大,因此谐振频率越小。通过适当的调节两颗螺钉的位置,同时改变双谐振的频率,即可实现圆极化天线的频率可重构,如图9所示,基于螺钉可重构的超谐振器圆极化天线是超谐振器天线领域的首次提出。由于天线应用场景的变化,受周围环境的影响,天线易出现频偏现象,本申请中所提出的可重构天线,无需额外的结构,通过简单调节螺钉位置,即可实现对天线频偏的校正,具有较高的应该潜力。
一较佳实施例方案,所述基于电磁超谐振器的超小型高性能圆极化天线的工作频段为902~928MHz(UHF频段),面向RFID应用背景,采用薄层低损耗介质板材作、薄金属铝板和金属螺钉制成。天线仅需要利用标准PCB和机械铣削工艺加工等,降低了加工难度和制作成本。
在本发明的实施例的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“根部”、“内”、“外”、“***”、“里侧”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了使于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。其中,“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“***”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。
在本发明的实施例的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中,需要理解的是,“-”和“~”表示的是两个数值之同的范围,并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A,且小于或等于B的范围。“A~B”表示大于或等于A,且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上所述仅是本发明的优选实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本实用发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,包括介质基板和金属地板,其特征在于,所述介质基板上形成有多个叠层电容、馈电装置和金属环路连接端;
所述叠层电容的第一电极相互电连接形成叠层电容第一公共电极;
所述馈电装置连接于所述叠层电容的第一公共电极,所述金属环路连接端设置于所述各叠层电容的第二电极;
所述各金属环路连接端分别电连接一金属柱的一端,所述各金属柱的另一端分别与所述金属地板电连接;
电连接的金属地板、金属柱和叠层电容形成超谐振器电流环路。
2.根据权利要求1所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述介质基板包括正方形基板基材和覆盖于上下表面的顶层金属层和底层金属层;
所述底层金属层为中心对称且轴对称的十字形,局部覆盖于所述基板基材的第一表面,所述底层金属层的对称中心为基材底层表面的中心;
所述底层金属层的对称轴包括底层金属层十字交叉的两条臂的中轴,所述对称轴分别与所述基材的对角线重合;
所述顶层金属层包括以基板基材中心对称分布的四组相互无连接的金属覆盖域,所述各金属覆盖域分别由正方形基板基材的各顶点位向中心延申,并形成连续覆盖区域;
所述各覆盖域分别与所述底层金属层在正投影方向上形成交叠区域,所述交叠区域形成叠层电容。
3.根据权利要求1或2所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述金属环路连接端为设置于所述基板基材各顶点位的通孔,所述通孔用于固定所述金属柱。
4.根据权利要求3所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述通孔为金属化过孔,所述金属柱为金属螺栓。
5.根据权力要1-4之任一项权利要求所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述介质基板和金属地板平面相互平行,所述金属柱与所述金属地板平面垂直连接。
6.根据权利要求5所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述通孔中的一个或多个为腰型孔,所述腰型孔的长度方向轴线与所述介质基板的相应对角线重合。
7.根据权利要求6所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述腰型孔为两个,设置于介质基片相邻的顶角位。
8.根据权利要求6或7所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述金属地板上腰型孔的正投影位置设置有尺寸相同的金属化腰型通孔。
9.根据权利要求1-8之任一项权利要求所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,所述第一公共电极设置有集总电感焊盘,所述集总电感焊盘可焊接串联电连接于馈电回路的集总参数电路电感。
10.根据权利要求1-9之任一项权利要求所述的基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线,其特征在于,一腰型孔位置连接多个金属柱,多个金属柱之间的相对距离可调整。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010013897.7A CN111082226B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010013897.7A CN111082226B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111082226A true CN111082226A (zh) | 2020-04-28 |
CN111082226B CN111082226B (zh) | 2021-11-23 |
Family
ID=70322332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010013897.7A Active CN111082226B (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111082226B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112054301A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-08 | 南京尤圣美电子科技有限公司 | 一种小型化线极化、双极化、圆极化和三极化5g天线 |
CN113178693A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-27 | 上海大学 | 一种倒置蘑菇钉结构圆极化小型天线 |
CN114024124A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-02-08 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线 |
CN114361773A (zh) * | 2021-04-08 | 2022-04-15 | 成都频时科技有限公司 | 一种宽带垂直极化全向天线 |
CN115084873A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-09-20 | 电子科技大学 | 一种基于电磁超材料的双极化1比特天线及数字比特阵列 |
CN115313060A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-11-08 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种可调圆极化rfid读写器天线 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101859927A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-10-13 | 电子科技大学 | 一种ltcc叠层双馈圆极化微带贴片天线 |
CN107134652A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-09-05 | 南京邮电大学 | 基于三角形基片集成波导谐振腔的圆极化缝隙天线 |
CN109546303A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种基于超材料的小型化高增益圆极化天线 |
CN109755730A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-05-14 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种基于超材料的高性能小型化圆极天线 |
CN110649383A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-03 | 西安电子科技大学 | 一种基于介质谐振器加载的宽带双圆极化天线 |
-
2020
- 2020-01-07 CN CN202010013897.7A patent/CN111082226B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101859927A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-10-13 | 电子科技大学 | 一种ltcc叠层双馈圆极化微带贴片天线 |
CN107134652A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-09-05 | 南京邮电大学 | 基于三角形基片集成波导谐振腔的圆极化缝隙天线 |
CN109546303A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种基于超材料的小型化高增益圆极化天线 |
CN109755730A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-05-14 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种基于超材料的高性能小型化圆极天线 |
CN110649383A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-03 | 西安电子科技大学 | 一种基于介质谐振器加载的宽带双圆极化天线 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
KWOK KAN SO.ETC: ""Miniaturized Circularly Polarized Patch AntennaWith"", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 * |
WEN-SHYANG CHEN.ETC: ""Novel Compact Circularly Polarized Square"", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 * |
ZHAN WANG.ETC: ""Miniaturized Circularly Polarized RFID Reader Antenna Based on Crossed-Vertical SRR"", 《2019 IEEE ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE(APMC)》 * |
苗倩等: ""基于SP 馈电网络的超宽带圆极化天线设计"", 《电子元件与材料》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112054301A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-08 | 南京尤圣美电子科技有限公司 | 一种小型化线极化、双极化、圆极化和三极化5g天线 |
CN112054301B (zh) * | 2020-09-16 | 2024-01-30 | 南京尤圣美电子科技有限公司 | 一种小型化线极化、双极化、圆极化和三极化5g天线 |
CN114361773A (zh) * | 2021-04-08 | 2022-04-15 | 成都频时科技有限公司 | 一种宽带垂直极化全向天线 |
CN114361773B (zh) * | 2021-04-08 | 2023-09-22 | 成都频时科技有限公司 | 一种宽带垂直极化全向天线 |
CN113178693A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-27 | 上海大学 | 一种倒置蘑菇钉结构圆极化小型天线 |
CN114024124A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-02-08 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种可兼顾近远场读取的小型化圆极化阅读器天线 |
CN115084873A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-09-20 | 电子科技大学 | 一种基于电磁超材料的双极化1比特天线及数字比特阵列 |
CN115313060A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-11-08 | 上海英内物联网科技股份有限公司 | 一种可调圆极化rfid读写器天线 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111082226B (zh) | 2021-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111082226B (zh) | 基于电磁超谐振器的超小型圆极化天线 | |
Hu et al. | A compact quasi-isotropic dielectric resonator antenna with filtering response | |
US6734828B2 (en) | Dual band planar high-frequency antenna | |
US8325093B2 (en) | Planar ultrawideband modular antenna array | |
JP4205758B2 (ja) | 指向性可変アンテナ | |
WO2004004068A1 (ja) | アンテナ装置 | |
CN206506021U (zh) | 一种容性耦合馈电的紧凑型双频双模双极化宽带贴片天线 | |
CN113300089A (zh) | 低频振子、天线阵列与天线装置 | |
CN112054301A (zh) | 一种小型化线极化、双极化、圆极化和三极化5g天线 | |
WO2019064470A1 (ja) | アンテナ装置 | |
CN112003022A (zh) | 一种满足北斗卫星导航的双频圆极化微带天线 | |
US6650299B2 (en) | Antenna apparatus | |
CN111710973A (zh) | 一种层叠式差分宽带基站天线 | |
US20230335894A1 (en) | Low profile device comprising layers of coupled resonance structures | |
CN213184578U (zh) | 一种小型化线极化、双极化、圆极化和三极化5g天线 | |
WO2002027862A1 (en) | Omni directional antenna with multiple polarizations | |
CN110718750B (zh) | 小型化和圆极化的贴片天线 | |
CN109802225B (zh) | 一种微带滤波天线 | |
JP6516939B1 (ja) | アレーアンテナ装置 | |
CN111162375A (zh) | 一种宽带圆极化贴片天线 | |
CN216750286U (zh) | 小型化圆极化天线 | |
CN116231312A (zh) | 低剖面双频双圆极化共口径天线及其阵列 | |
CN113497351B (zh) | 滤波天线及无线通信设备 | |
CN210489816U (zh) | 小型化和圆极化的贴片天线 | |
WO2021238217A1 (zh) | 单频圆极化定位天线和可穿戴设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |