宽频宽波束微带天线及其构建方法
宽频宽波束微带天线及其构建方法
【专利说明】宽频宽波束微带天线及其构建方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及微波设备的结构，尤其涉及微带天线的结构。
[0003]
【背景技术】
[0004]现有的微带天线，参见图1，通常包括形成于介质体Ia上的一个导电层的辐射体2a和形成于另一导电层的地，其存在一些性能上的缺陷:频带窄，波束宽度窄以及低仰角增益低。可见，实有必要对现有的天线的辐射体的结构进行改进。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种宽频宽波束微带天线，频带宽，波束宽度宽并且低仰角增益高。
本发明针对上述技术问题提出一种宽频宽波束微带天线，包括在一介质体上的一个导电层上形成的辐射体和另一导电层上形成的地，该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。
[0007]该辅助辐射体可以为任意的形状。
[0008]在一些实施例中，该辅助辐射体为矩形。
[0009]在另一些实施例中，该辅助辐射体为倒三角形，也就是说，该三角形的辅助辐射体的一个角位于最靠近该主辐射体的中心的位置；或者，该辅助辐射体为顺三角形，也就是说，该三角形的辅助辐射体的一个角位于最远离该主辐射体的中心的位置。
[0010]在又一些实施例中，该辅助辐射体为倒梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最靠近该主辐射体的中心的位置；或者，该辅助辐射体为顺梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最远离该主辐射体的中心的位置。
[0011]该主辐射体可以为任意的形状。例如:该主辐射体可以为圆形、圆环形或者多边形。优选地，该多边形的边数为三至六。更优选地，该多边形为正多边形。
[0012]优选地，每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层的地电连接。
[0013]本发明针对上述技术问题还提出一种宽频宽波束微带天线的构建方法，包括在一介质体的一个导电层上形成一辐射体并在该介质体的另一导电层上形成一地，使该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。
[0014]优选地，使该主辐射体为圆形、圆环形或者边数为三至六的正多边形；使该辅助辐射体为顺三角形、倒三角形、矩形、顺梯形或者倒梯形。
[0015]优选地，使每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层的地电连接。
[0016]与现有技术相比，本发明的宽频宽波束微带天线及其构建方法通过在同一导电层上，于主辐射体的周边增设呈圆周辐射状分布的多个辅助辐射体，可以增宽频带，增宽波束宽度，并且增高低仰角增益。
[0017]
【附图说明】
[0018]图1是现有技术的微带天线的结构示意。
[0019]图2a_图2c是本发明的宽频宽波束微带天线一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为圆形，图2a-图2c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形的情形和顺三角形。
[0020]图3a_图3c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为圆环形，图3a-图3c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形的情形和顺三角形。
[0021]图4a_图4c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正方形，图4a_图4c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0022]图5a_图5c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正五边形，图5a-图5c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0023]图6a_图6c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正六边形，图6a_图6c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0024]图7a_图7c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正三边形，图7a-图7c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0025]图Sa-图Se是本发明的宽频宽波束微带天线与现有技术的微带天线的性能对比，其中，图8a示出了法向轴比带宽的比对，图8b示出了仰角20度法向轴比带宽的比对，图8c示出了增益的比对，图8d示出了仰角20度增益的比对，图Se示出了回波损耗的比对。
[0026]图9a_图9f是本发明的宽频宽波束微带天线又一实施例的结构示意，其中，辅助辐射体均为倒梯形，图9a_图9f的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形。
[0027]图1Oa-图1Of是本发明的宽频宽波束微带天线又一实施例的结构示意，其中，辅助辐射体均为顺梯形，图1Oa-图1Of的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形。
[0028]图11是本发明的宽频宽波束微带天线实施例的剖面结构示意。
[0029]其中，附图标记说明如下:Ia介质体2a辐射体；1介质体2辐射体21主辐射体22辅助辐射体；3地；4导电体。
[0030]
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。
[0032]参见图11，本发明提出一种宽频宽波束微带天线的构建方法，包括在一介质体I上的一个导电层上形成一辐射体2并在该介质体I的另一导电层上形成一地3，使该辐射体2具有一个主辐射体21和多个辅助辐射体22，这些辅助辐射体22呈圆周辐射状分布于该主辐射体21周围。优选地，使每个辅助辐射体22均分别通过导电体4与该另一导电层上的地3电连接。导电体4可以是金属化过孔，或者说，灌注有导电体的过孔。每个辅助辐射体22与地3之间的导电体4的数目可以 是一个，可以是两个，也可以是三个以上。当然，使每个辅助辐射体22均与该另一导电层的地3保持电气隔离也是可以的。
[0033]参见图2a至图2c，本发明的宽频宽波束微带天线的第一种实施例，其大致包括:一介质体1，形成于该介质体I上的同一个导电层的一辐射体2。以及形成于该介质体I上的另一个导电层的一地(图为示出)。该辐射体2具有一个主辐射体21和多个辅助辐射体22，这些辅助辐射体22呈圆周辐射状分布于该主辐射体21周围。其中，该主辐射体21为圆形。参见图2a，该辅助辐射体22为矩形。参见图2b，该辅助辐射体22为倒三角形，也就是说，该辅助辐射体22的一个角位于最靠近该主辐射体21的中心的位置。参见图2c，该辅助辐射体22为顺三角形，也就是说，该辅助辐射体22的一个角位于最远离该主辐射体21的中心的位置。优选地，每个辅助辐射体22可以穿越该介质体I的导电体与该另一个导电层的一地(图为示出)电连接，以改善天线的性能。
[0034]参见图3a至图3c，本发明的宽频宽波束微带天线的第二种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为圆环形。
[0035]参见图4a至图4c，本发明的宽频宽波束微带天线的第三种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为方形。
[0036]参见图5a至图5c，本发明的宽频宽波束微带天线的第四种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为正五边形。
[0037]参见图6a至图6c，本发明的宽频宽波束微带天线的第五种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为正六边形。
[0038]参见图7a至图7c，本发明的宽频宽波束微带天线的第五种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为正三角形。
[0039]将本发明的宽频宽波束微带天线的性能曲线s2与现有技术的微带天线的性能曲线Si相比，可见:参见8a，本发明的法向轴比带宽变宽；参见Sb，本发明的仰角20度法向轴比带宽变宽；参见8c，本发明的增益提高；参见8d，本发明的仰角20度增益提高；参见8e，本发明的回波损耗减小。
[0040]与现有技术相比，本发明的宽频宽波束微带天线及其构建方法的有益效果包括:通过在同一导电层上，于主辐射体21的周边增设呈圆周辐射状分布的多个辅助辐射体22，可以增宽频带，增宽波束宽度，并且增高低仰角增益。
[0041]需要说明的是，在其他实施例中，辅助辐射体可以是其他的形状，比如:参见图9a至图9f，其中，辅助辐射体均为倒梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最靠近该主辐射体的中心的位置，图9a_图9f的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形；又比如，参见图1Oa至图10f，其中，辅助辐射体均为顺梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最远离该主辐射体的中心的位置，图1Oa-图1Of的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形。可见，在本发明中，该主辐射体21可以是任意形状。优选地，使该主辐射体21为圆形、圆环形或者多边形。该辅助辐射体22可以是任意形状。优选地，该辅助辐射体22为三角形、矩形或者梯形。其中，三角形的辅助辐射体22的一个角位于最靠近/最远离该主辐射体21的中心的位置。梯形的辅助辐射体22的顶边位于最靠近/最远离该主辐射体21的中心的位置。
[0042]上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种宽频宽波束微带天线，包括在一介质体上的一个导电层上形成的辐射体和另一导电层上形成的地，其特征在于，该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。2.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该辅助辐射体为矩形。3.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该辅助辐射体为倒三角形或顺三角形。4.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该辅助辐射体为倒梯形或顺梯形。5.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该主辐射体为圆形或圆环形。6.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该主辐射体为边数为三至六的正多边形。7.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层上的地电连接。8.一种宽频宽波束微带天线的构建方法，包括在一介质体的的一个导电层上形成一辐射体并在该介质体的另一导电层上形成一地，其特征在于，使该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。9.依据权利要求8所述的宽频宽波束微带天线的构建方法，其特征在于，使该主辐射体为圆形、圆环形或者边数为三至六的正多边形；使该辅助辐射体为顺三角形、倒三角形、矩形、顺梯形或者倒梯形。10.依据权利要求8所述的宽频宽波束微带天线的构建方法，其特征在于，使每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层的地电连接。
【专利摘要】一种宽频宽波束微带天线及其构建方法，包括在一介质体上的一个导电层上形成的辐射体和另一导电层上形成的地，该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。本发明的天线频带宽，波束宽度宽并且低仰角增益高。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q1/36
【公开号】CN104900986
【申请号】CN201410082456
【发明人】张霄鹏, 黄勇, 汪杰
【申请人】苏州博海创业微系统有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月8日
【专利说明】宽频宽波束微带天线及其构建方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及微波设备的结构，尤其涉及微带天线的结构。
[0003]
【背景技术】
[0004]现有的微带天线，参见图1，通常包括形成于介质体Ia上的一个导电层的辐射体2a和形成于另一导电层的地，其存在一些性能上的缺陷:频带窄，波束宽度窄以及低仰角增益低。可见，实有必要对现有的天线的辐射体的结构进行改进。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种宽频宽波束微带天线，频带宽，波束宽度宽并且低仰角增益高。
本发明针对上述技术问题提出一种宽频宽波束微带天线，包括在一介质体上的一个导电层上形成的辐射体和另一导电层上形成的地，该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。
[0007]该辅助辐射体可以为任意的形状。
[0008]在一些实施例中，该辅助辐射体为矩形。
[0009]在另一些实施例中，该辅助辐射体为倒三角形，也就是说，该三角形的辅助辐射体的一个角位于最靠近该主辐射体的中心的位置；或者，该辅助辐射体为顺三角形，也就是说，该三角形的辅助辐射体的一个角位于最远离该主辐射体的中心的位置。
[0010]在又一些实施例中，该辅助辐射体为倒梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最靠近该主辐射体的中心的位置；或者，该辅助辐射体为顺梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最远离该主辐射体的中心的位置。
[0011]该主辐射体可以为任意的形状。例如:该主辐射体可以为圆形、圆环形或者多边形。优选地，该多边形的边数为三至六。更优选地，该多边形为正多边形。
[0012]优选地，每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层的地电连接。
[0013]本发明针对上述技术问题还提出一种宽频宽波束微带天线的构建方法，包括在一介质体的一个导电层上形成一辐射体并在该介质体的另一导电层上形成一地，使该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。
[0014]优选地，使该主辐射体为圆形、圆环形或者边数为三至六的正多边形；使该辅助辐射体为顺三角形、倒三角形、矩形、顺梯形或者倒梯形。
[0015]优选地，使每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层的地电连接。
[0016]与现有技术相比，本发明的宽频宽波束微带天线及其构建方法通过在同一导电层上，于主辐射体的周边增设呈圆周辐射状分布的多个辅助辐射体，可以增宽频带，增宽波束宽度，并且增高低仰角增益。
[0017]
【附图说明】
[0018]图1是现有技术的微带天线的结构示意。
[0019]图2a_图2c是本发明的宽频宽波束微带天线一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为圆形，图2a-图2c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形的情形和顺三角形。
[0020]图3a_图3c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为圆环形，图3a-图3c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形的情形和顺三角形。
[0021]图4a_图4c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正方形，图4a_图4c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0022]图5a_图5c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正五边形，图5a-图5c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0023]图6a_图6c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正六边形，图6a_图6c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0024]图7a_图7c是本发明的宽频宽波束微带天线另一实施例的结构示意，其中，主辐射体均为正三边形，图7a-图7c的辅助辐射体分别为矩形、倒三角形和顺三角形。
[0025]图Sa-图Se是本发明的宽频宽波束微带天线与现有技术的微带天线的性能对比，其中，图8a示出了法向轴比带宽的比对，图8b示出了仰角20度法向轴比带宽的比对，图8c示出了增益的比对，图8d示出了仰角20度增益的比对，图Se示出了回波损耗的比对。
[0026]图9a_图9f是本发明的宽频宽波束微带天线又一实施例的结构示意，其中，辅助辐射体均为倒梯形，图9a_图9f的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形。
[0027]图1Oa-图1Of是本发明的宽频宽波束微带天线又一实施例的结构示意，其中，辅助辐射体均为顺梯形，图1Oa-图1Of的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形。
[0028]图11是本发明的宽频宽波束微带天线实施例的剖面结构示意。
[0029]其中，附图标记说明如下:Ia介质体2a辐射体；1介质体2辐射体21主辐射体22辅助辐射体；3地；4导电体。
[0030]
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。
[0032]参见图11，本发明提出一种宽频宽波束微带天线的构建方法，包括在一介质体I上的一个导电层上形成一辐射体2并在该介质体I的另一导电层上形成一地3，使该辐射体2具有一个主辐射体21和多个辅助辐射体22，这些辅助辐射体22呈圆周辐射状分布于该主辐射体21周围。优选地，使每个辅助辐射体22均分别通过导电体4与该另一导电层上的地3电连接。导电体4可以是金属化过孔，或者说，灌注有导电体的过孔。每个辅助辐射体22与地3之间的导电体4的数目可以 是一个，可以是两个，也可以是三个以上。当然，使每个辅助辐射体22均与该另一导电层的地3保持电气隔离也是可以的。
[0033]参见图2a至图2c，本发明的宽频宽波束微带天线的第一种实施例，其大致包括:一介质体1，形成于该介质体I上的同一个导电层的一辐射体2。以及形成于该介质体I上的另一个导电层的一地(图为示出)。该辐射体2具有一个主辐射体21和多个辅助辐射体22，这些辅助辐射体22呈圆周辐射状分布于该主辐射体21周围。其中，该主辐射体21为圆形。参见图2a，该辅助辐射体22为矩形。参见图2b，该辅助辐射体22为倒三角形，也就是说，该辅助辐射体22的一个角位于最靠近该主辐射体21的中心的位置。参见图2c，该辅助辐射体22为顺三角形，也就是说，该辅助辐射体22的一个角位于最远离该主辐射体21的中心的位置。优选地，每个辅助辐射体22可以穿越该介质体I的导电体与该另一个导电层的一地(图为示出)电连接，以改善天线的性能。
[0034]参见图3a至图3c，本发明的宽频宽波束微带天线的第二种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为圆环形。
[0035]参见图4a至图4c，本发明的宽频宽波束微带天线的第三种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为方形。
[0036]参见图5a至图5c，本发明的宽频宽波束微带天线的第四种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为正五边形。
[0037]参见图6a至图6c，本发明的宽频宽波束微带天线的第五种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为正六边形。
[0038]参见图7a至图7c，本发明的宽频宽波束微带天线的第五种实施例，其与上述第一种实施例的区别主要在于:该主辐射体21为正三角形。
[0039]将本发明的宽频宽波束微带天线的性能曲线s2与现有技术的微带天线的性能曲线Si相比，可见:参见8a，本发明的法向轴比带宽变宽；参见Sb，本发明的仰角20度法向轴比带宽变宽；参见8c，本发明的增益提高；参见8d，本发明的仰角20度增益提高；参见8e，本发明的回波损耗减小。
[0040]与现有技术相比，本发明的宽频宽波束微带天线及其构建方法的有益效果包括:通过在同一导电层上，于主辐射体21的周边增设呈圆周辐射状分布的多个辅助辐射体22，可以增宽频带，增宽波束宽度，并且增高低仰角增益。
[0041]需要说明的是，在其他实施例中，辅助辐射体可以是其他的形状，比如:参见图9a至图9f，其中，辅助辐射体均为倒梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最靠近该主辐射体的中心的位置，图9a_图9f的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形；又比如，参见图1Oa至图10f，其中，辅助辐射体均为顺梯形，也就是说，该梯形的辅助辐射体的顶边位于最远离该主辐射体的中心的位置，图1Oa-图1Of的主辐射体分别为圆形、圆环形、正方形、正三边形、正五边形和正六边形。可见，在本发明中，该主辐射体21可以是任意形状。优选地，使该主辐射体21为圆形、圆环形或者多边形。该辅助辐射体22可以是任意形状。优选地，该辅助辐射体22为三角形、矩形或者梯形。其中，三角形的辅助辐射体22的一个角位于最靠近/最远离该主辐射体21的中心的位置。梯形的辅助辐射体22的顶边位于最靠近/最远离该主辐射体21的中心的位置。
[0042]上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种宽频宽波束微带天线，包括在一介质体上的一个导电层上形成的辐射体和另一导电层上形成的地，其特征在于，该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。2.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该辅助辐射体为矩形。3.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该辅助辐射体为倒三角形或顺三角形。4.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该辅助辐射体为倒梯形或顺梯形。5.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该主辐射体为圆形或圆环形。6.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，该主辐射体为边数为三至六的正多边形。7.依据权利要求1所述的宽频宽波束微带天线，其特征在于，每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层上的地电连接。8.一种宽频宽波束微带天线的构建方法，包括在一介质体的的一个导电层上形成一辐射体并在该介质体的另一导电层上形成一地，其特征在于，使该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。9.依据权利要求8所述的宽频宽波束微带天线的构建方法，其特征在于，使该主辐射体为圆形、圆环形或者边数为三至六的正多边形；使该辅助辐射体为顺三角形、倒三角形、矩形、顺梯形或者倒梯形。10.依据权利要求8所述的宽频宽波束微带天线的构建方法，其特征在于，使每个辅助辐射体均分别通过导电体与该另一导电层的地电连接。
【专利摘要】一种宽频宽波束微带天线及其构建方法，包括在一介质体上的一个导电层上形成的辐射体和另一导电层上形成的地，该辐射体具有一个主辐射体和多个辅助辐射体，这些辅助辐射体呈圆周辐射状分布于该主辐射体周围。本发明的天线频带宽，波束宽度宽并且低仰角增益高。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q1/36
【公开号】CN104900986
【申请号】CN201410082456
【发明人】张霄鹏, 黄勇, 汪杰
【申请人】苏州博海创业微系统有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月8日
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