全文摘要
本实用新型公开了一种具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线。该超宽带天线包括第一天线馈电结构、第二天线馈电结构、第一介质基板、第二介质基板、第一金属地板和第二金属地板；第一介质基板具有上表面和上表面相对的下表面；第一天线馈电结构位于第一介质基板的上表面，第一金属地板位于第一介质基板的下表面；第二介质基板具有上表面和上表面相对的下表面，第二天线馈电结构位于第二介质基板的上表面，第二金属地板位于第二介质基板的下表面；第一天线馈电结构、第一介质基板、第一金属地板和第二天线馈电结构、第二介质基板、第二金属地板呈90度交叉设置。本实用新型的超宽带天线具有较好的端射特性，且具有稳定方向图，且尺寸小型化、双极化。
主设计要求
1.一种具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线，其特征在于，包括第一天线馈电结构(1)、第二天线馈电结构(2)、第一介质基板(3)、第二介质基板(4)、第一金属地板(5)和第二金属地板(6)；第一介质基板(3)具有上表面和所述上表面相对的下表面；第一天线馈电结构(1)位于第一介质基板(3)的上表面，第一金属地板(5)位于第一介质基板(3)的下表面；第二介质基板(4)具有上表面和所述上表面相对的下表面，第二天线馈电结构(2)位于第二介质基板(4)的上表面，第二金属地板(6)位于第二介质基板(4)的下表面；所述第一天线馈电结构(1)、第一介质基板(3)、第一金属地板(5)和第二天线馈电结构(2)、第二介质基板(4)、第二金属地板(6)呈90度交叉设置。
设计方案
1.一种具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线，其特征在于，包括第一天线馈电结构(1)、第二天线馈电结构(2)、第一介质基板(3)、第二介质基板(4)、第一金属地板(5)和第二金属地板(6)；第一介质基板(3)具有上表面和所述上表面相对的下表面；第一天线馈电结构(1)位于第一介质基板(3)的上表面，第一金属地板(5)位于第一介质基板(3)的下表面；第二介质基板(4)具有上表面和所述上表面相对的下表面，第二天线馈电结构(2)位于第二介质基板(4)的上表面，第二金属地板(6)位于第二介质基板(4)的下表面；所述第一天线馈电结构(1)、第一介质基板(3)、第一金属地板(5)和第二天线馈电结构(2)、第二介质基板(4)、第二金属地板(6)呈90度交叉设置。
2.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于：第一金属地板(5)包括第一圆形槽线、第一矩形槽线和第一渐变槽线；所述第一圆形槽线设于所述第一金属地板(5)的前端边缘的位置，所述第一矩形槽线连接设置于所述第一圆形槽线，所述第一渐变槽线连接设置于所述第一矩形槽线，所述第一渐变槽线的两条槽边分别延伸至第一介质基板(3)的后端的边上。
3.根据权利要求2所述的超宽带天线，其特征在于：所述第一金属地板(5)的第一圆形槽线的半径r2为8mm，其圆心与第一介质基板(3)的距离最近的边的距离hc为12mm；所述第一金属地板(5)的第一渐变槽线的末端开口w1为50mm，其始端开口w2为2mm，其长度l1为50mm。
4.根据权利要求2所述的超宽带天线，其特征在于：所述第二金属地板(6)包括第二圆形槽线、第二矩形槽线和第二渐变槽线；所述第二圆形槽线设于所述第二金属地板(6)的前端边缘的位置，所述第二矩形槽线连接设置于所述第二圆形槽线，所述第二渐变槽线连接设置于所述第二矩形槽线，所述第二渐变槽线的两条槽边分别延伸至第二介质基板(4)的后端的边上。
5.根据权利要求4所述的超宽带天线，其特征在于：第一金属地板(5)的第一渐变槽线和第二金属地板(6)的第二渐变槽线均为指数渐变型，其渐变指数均为0.05。
6.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于：第一介质基板(3)的前端设有长为1mm、宽为1mm、高为24mm的长方体凹槽，第二介质基板(4)的后端设有长为1mm、宽为1mm、高为57mm的长方体凹槽。
7.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于：所述第一天线馈电结构(1)包括两条相互垂直的金属微带线，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，该条金属微带线的宽度fw2为1mm，与该条金属微带线相连的扇形结构的角度angle为125度，该扇形结构的半径r1为11mm，另一条金属微带线的长度fl1为24.8mm，其宽度fw1为2mm。
8.根据权利要求7所述的超宽带天线，其特征在于：第二天线馈电结构(2)包括两条相互垂直的金属微带线，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，该条金属微带线的宽度fw2为1mm，与该条金属微带线相连的扇形结构的角度angle为125度，该扇形结构的半径r1为11mm，另一条金属微带线的长度fl1为24.8mm，其宽度fw1为2mm。
9.根据权利要求8所述的超宽带天线，其特征在于：第一天线馈电结构(1)比第二天线馈电结构(2)馈线长2mm。
10.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于：第一介质基板(3)和第二介质基板(4)的厚度均为1mm。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于天线通信技术领域，尤其涉及到一种具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线。
背景技术
在超宽带通信领域，国内外的研究机构对超宽带天线都有了一些研究并取得了不错的成果。超宽带天线作为一种超宽带天线，具有宽频带、体积小、重量轻的特点，已被广泛应用于卫星通信、遥感和射电望远镜等领域。然而传统的超宽带天线，其端射天线尺寸过大、方向图不稳易凹陷。
因此，现有的超宽带天线尚有待改进和发展。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能解决上述问题的具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线。
所述具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线，包括第一天线馈电结构、第二天线馈电结构、第一介质基板、第二介质基板、第一金属地板和第二金属地板；第一介质基板具有上表面和所述上表面相对的下表面；第一天线馈电结构位于第一介质基板的上表面，第一金属地板位于第一介质基板的下表面；第二介质基板具有上表面和所述上表面相对的下表面，第二天线馈电结构位于第二介质基板的上表面，第二金属地板位于第二介质基板的下表面；所述第一天线馈电结构、第一介质基板、第一金属地板和第二天线馈电结构、第二介质基板、第二金属地板呈90度交叉设置。
在其中一个实施例中，第一金属地板包括第一圆形槽线、第一矩形槽线和第一渐变槽线；所述第一圆形槽线设于所述第一金属地板的前端边缘的位置，所述第一矩形槽线连接设置于所述第一圆形槽线，所述第一渐变槽线连接设置于所述第一矩形槽线，所述第一渐变槽线的两条槽边分别延伸至第一介质基板的后端的边上。
在其中一个实施例中，所述第一金属地板的第一圆形槽线的半径r2为8mm，其圆心与第一介质基板的距离最近的边的距离hc为12mm；所述第一金属地板的第一渐变槽线的末端开口w1为50mm，其始端开口w2为2mm，其长度l1为50mm。
在其中一个实施例中，所述第二金属地板包括第二圆形槽线、第二矩形槽线和第二渐变槽线；所述第二圆形槽线设于所述第二金属地板的前端边缘的位置，所述第二矩形槽线连接设置于所述第二圆形槽线，所述第二渐变槽线连接设置于所述第二矩形槽线，所述第二渐变槽线的两条槽边分别延伸至第二介质基板的后端的边上。
在其中一个实施例中，第一金属地板的第一渐变槽线和第二金属地板的第二渐变槽线均为指数渐变型，其渐变指数均为0.05。
在其中一个实施例中，第一介质基板的前端设有长为1mm、宽为1mm、高为24mm的长方体凹槽，第二介质基板的后端设有长为1mm、宽为1mm、高为57mm的长方体凹槽。
在其中一个实施例中，所述第一天线馈电结构包括两条相互垂直的金属微带线，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，该条金属微带线的宽度fw2为1mm，与该条金属微带线相连的扇形结构的角度angle为125度，该扇形结构的半径r1为11mm，另一条金属微带线的长度fl1为24.8mm，其宽度fw1为2mm。
在其中一个实施例中，第二天线馈电结构包括两条相互垂直的金属微带线，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，该条金属微带线的宽度fw2为1mm，与该条金属微带线相连的扇形结构的角度angle为125度，该扇形结构的半径r1为11mm，另一条金属微带线的长度fl1为24.8mm，其宽度fw1为2mm。
在其中一个实施例中，第一天线馈电结构比第二天线馈电结构馈线长2mm。
在其中一个实施例中，第一介质基板和第二介质基板的厚度均为1mm。
本实用新型解决了方向图凹陷的难题，超宽带天线的工作频带覆盖了整个L、S、C波段，具有较大的带宽，同时在各个频点的端射性能较好，具有较好的端射特性，且具有稳定方向图，且尺寸小型化、双极化，可以广泛应用于通信领域。
附图说明
图1为本实用新型实施例的整体结构图正视图；
图2为本实用新型实施例的整体结构图侧视图；
图3a为本实用新型实施例的结构尺寸示意图；
图3b为本实用新型实施例的结构尺寸示意图；
图4为本实用新型实施例的电压驻波比仿真结果图；及
图5为本实用新型实施例双端口的增益。
图中所涉及的标号：
第一天线馈电结构1、第二天线馈电结构2、第一介质基板3、第二介质基板4、第一金属地板5、第二金属地板6。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请一并参阅图1、图2、图3a和图3b，为本实用新型提供的一种具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线。
所述具有稳定方向图的小型化双极化超宽带天线包括：第一天线馈电结构1、第二天线馈电结构2、第一介质基板3、第二介质基板4、第一金属地板5和第二金属地板6。
所述第一天线馈电结构1和第一金属地板5位于第一介质基板3的两侧；所述第二天线馈电结构2和第二金属地板6位于第二介质基板4的两侧。具体地，第一介质基板3具有上表面和所述上表面相对的下表面；第一天线馈电结构1位于第一介质基板3上表面，第一金属地板5位于第一介质基板3的下表面；第二介质基板4具有上表面和所述上表面相对的下表面；第二天线馈电结构2位于第二介质基板4的上表面，第二金属地板6位于第二介质基板4的下表面。进一步地，第一介质基板3的前端设有长为1mm、宽为1mm、高为24mm的长方体凹槽，第二介质基板4的后端设有长为1mm、宽为1mm、高为57mm的长方体凹槽。
所述第一天线馈电结构1、第一介质基板3、第一金属地板5和第二天线馈电结构2、第二介质基板4、第二金属地板6呈90度交叉设置。进一步地，第一介质基板3和第二介质基板4交叉重叠部分有长方体的缝隙。
所述第一天线馈电结构1包括两条相互垂直的金属微带线，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，主要起到终端负载匹配作用，第一天线馈电结构1通过该第一介质基板3向后述的槽线耦合馈电。
第一金属地板5包括第一圆形槽线、第一矩形槽线和第一渐变槽线。具体地，所述第一圆形槽线设于所述第一金属地板5的前端边缘的位置，该第一圆形槽线对天线低频部分起到阻抗匹配作用；所述第一矩形槽线连接设置于所述第一圆形槽线，且所述第一矩形槽线与第一介质基板3的左右侧边相平行，该第一矩形槽线微带传输线起到相互耦合传输电磁波的作用；所述第一渐变槽线连接设置于所述第一矩形槽线，所述第一渐变槽线的两条槽边分别延伸至第一介质基板3的后端的边上，该第一渐变槽线对天线所辐射的电磁波起到引向作用。
所述第二天线馈电结构3包括两条相互垂直的金属微带线，其中一个金属微带线的终端为扇形结构，主要起到终端负载匹配作用，第二天线馈电结构3通过该第二介质基板4向后述的槽线耦合馈电。
所述第二金属地板6包括第二圆形槽线、第二矩形槽线和第二渐变槽线。具体地，所述第二圆形槽线设于所述第二金属地板6的前端边缘的位置，该第二圆形槽线对天线低频部分起到阻抗匹配作用；所述第二矩形槽线连接设置于所述第二圆形槽线，且所述第二矩形槽线与第二介质基板4的左右侧边相平行，该第二矩形槽线微带传输线起到相互耦合传输电磁波的作用；所述第二渐变槽线连接设置于所述第二矩形槽线，所述第二渐变槽线的两条槽边分别延伸至第二介质基板4的后端的边上，该第二渐变槽线对天线所辐射的电磁波起到引向作用。
具体到本实施方式中，所述第一天线介质基板3的长度l为81mm，其宽度w为100mm。
在所述第一天线馈电结构1的两条相互垂直的金属微带线中，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，该条金属微带线的宽度fw2为1mm，与该条金属微带线相连的扇形结构的角度angle为125度，该扇形结构的半径r1为11mm。另一条金属微带线的长度fl1为24.8mm，其宽度fw1为2mm。
所述第一金属地板5的第一圆形槽线的半径r2为8mm，其圆心与第一介质基板3的距离最近的边的距离hc为12mm，第一渐变槽线的末端开口w1为50mm，其始端开口w2为2mm，其长度l1为50mm。
具体到本实施方式中，第一渐变槽线为指数渐变型，其渐变指数为0.05。第一渐变槽线是采用指数形状的缝隙结构来控制电磁波从缝隙的一端向开口端辐射电磁能量的缝隙微带天线。
具体到本实施方式中，所述第二天线馈电结构2包括两条相互垂直的金属微带线，其中一条金属微带线的终端为扇形结构，与该条金属微带线相连的扇形结构的角度angle为125度，该扇形结构的半径为11mm。具体到本实施方式中，第一天线馈电结构1比第二天线馈电结构2馈线长2mm。
具体到本实施方式中，第一介质基板3和第二介质基板4的厚度均为1mm。
具体到本实施方式中，第二渐变槽线为指数渐变型，其渐变指数为0.05。第二渐变槽线是采用指数形状的缝隙结构来控制电磁波从缝隙的一端向开口端辐射电磁能量的缝隙微带天线。
本实用新型的效果可通过以下仿真实验进一步说明，其仿真工具是电磁软件Ansoft HFSS15。
仿真实验1，对本实用新型实施例的电压驻波比进行仿真，其结果如图4所示。从图4可以看出，本实用新型实施例的电压驻波比在0.79GHz-8GHz之间均在3以下，其带宽覆盖了L、S、C波段，具有较宽的带宽。
仿真实验2，对本实用新型实施例的增益进行仿真，结果如图5所示。从图5可以看出，在工作频段内增益稳定。
通过上述仿真实验的结果可以看出，本实用新型的工作频段覆盖了整个L、S、C波段，同时在各个频点的端射性能较好，可以广泛应用于通信领域。
本实用新型解决了方向图凹陷的难题，超宽带天线的工作频带覆盖了整个L、S、C波段，具有较大的带宽，同时在各个频点的端射性能较好，具有较好的端射特性，且具有稳定方向图，且尺寸小型化、双极化，可以广泛应用于通信领域。
以上是对本实用新型及其优选尺寸参数下仿真实验的描述，这些描述应该视为是说明性的，而非限定性的。本领域的技术人员将意识到随着实际要求的改变，各种参数大小随之改变也是有可能的，本实用新型并不局限于上述参数，但这些参数的变化都应被视为本实用新型的涉及范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920006027.X
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209282404U
授权时间:20190820
主分类号:H01Q 1/48
专利分类号:H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/36
范畴分类:38G;38E;
申请人:深圳市中冀联合技术股份有限公司
第一申请人:深圳市中冀联合技术股份有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市宝安区西乡街道前进二路21号流塘商务大厦A座20层
发明人:李银虎;翟会清;巫新华
第一发明人:李银虎
当前权利人:深圳市中冀联合技术股份有限公司
代理人:卢杏艳
代理机构:44405
代理机构编号:深圳市徽正知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计