【发明授权】一种全金属结构的低剖面端射天线_常州安塔歌电子科技有限公司_201710453952.2 

申请/专利权人:常州安塔歌电子科技有限公司

申请日:2017-06-15

发明/设计人:刘培钦;张志军

公开(公告)日:2020-05-22

代理机构:西安智大知识产权代理事务所

公开(公告)号:CN107369920B

代理人:段俊涛

主分类号:H01Q21/00(20060101)

地址:213000 江苏省常州市天宁区河海东路9号

分类号:H01Q21/00(20060101);H01Q1/28(20060101);H01Q1/32(20060101);H01Q1/36(20060101);H01Q1/48(20060101);H01Q1/50(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.05.22#授权;2017.12.15#实质审查的生效;2017.11.21#公开

摘要:一种全金属结构的低剖面端射天线,包括:金属地板;与金属地板一起构成馈电微带线结构的金属条;以及沿微带线周期排布的半模贴片辐射单元,其上有冲压形成的金属壁。本天线由全金属结构构成,利用空气作为介质,可以实现良好的端射效果,并且具有低剖面、结构简单、制作成本低廉的特点,便于大规模生产。

主权项:1.一种全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,包括:金属条1,与金属地板5构成微带馈电电路;沿金属条1周期排布的半模贴片辐射单元,每个单元由与金属地板5平行且位于其上方的金属片一2、用于连接金属条1与金属片一2的金属片二3以及用于连接金属片一2和金属地板5的垂直于金属地板5的金属壁4构成;所述金属条1与金属地板5构成的微带馈电电路以及周期排布的半模贴片辐射单元均用空气作为介质,所述金属壁4垂直于金属条1的长度方向,且金属壁4与金属片二3不相接;当天线工作时,所述微带馈电电路激励各个半模贴片辐射单元,实现端射特性。

全文数据:一种全金属结构的低剖面端射天线技术领域[0001]本发明属于天线技术领域,涉及端射天线,特别涉及一种全金属结构的低剖面端射天线。背景技术[0002]端射天线是一种能量从馈源出发,沿着天线伸展方向福射的天线。端射天线的品种繁多,样式也比较丰富。既可以是独立结构,如八木天线、轴向模螺旋天线、介质杆天线、对数周期天线和圆锥螺旋天线等,也可以是多个独立天线单元所组成的阵列。~'[0003]端射天线在军事领域和民用领域都具有广泛的应用。特别是在一些空间尺寸受限的应用场景中,如飞机或汽车顶部,对低剖面端射天线有很大的需求。低剖面特性要求端射天线安装在大的金属表面。目前已有的低剖面端射天线设计方案大多基于印刷电路板工乙,加工时需要用到尚质量的尚频电路板,成本较尚。发明内容[0004]为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种全金属结构的低剖面端射天线,该天线结构全部由金属构成,利用空气作为介质,可以实现良好的端射特性;全金属结构降低了天线的制造成本,利于大规模生产。’[0005]为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:[0006]一种全金属结构的低剖面端射天线,包括:[0007]金属条1,与金属地板5构成微带馈电电路;[0008]沿金属条1周期排布的半模贴片辐射单元,每个单元由与金属地板5平行且位于其上方的金属片一2、用于连接金属条1与金属片一2的金属片二3以及用于连接金属片一2和金属地板5的垂直于金属地板5的金属壁4构成;[0009]当天线工作时,所述微带馈电电路激励各个半模贴片辐射单元2,实现端射特性。[0010]所述微带馈电电路以及周期排布的半模贴片辐射单元均用用空气作为介质。[0011]所述金属条1位于金属地板5上方,相互平行;所述金属条丨与金属片一2、金属片二3位于同一平面。[0012]所述金属壁4垂直于金属条1的长度方向,且金属壁4与金属片二3不相接。[0013]所述半模贴片辐射单元排布的周期与电磁波在自由空间中的四分之一个波长相当。[00M]所述金属片一2的Z向长度决定了天线的工作频率;天线的高度决定了每个半模贴片辐射单元的辐射强度,Z向指的是金属条1的长度方向。[0015]本发明的一个较佳实施例,所述天线的工作频率为5GHz,金属条1的宽度为5毫米,长度为36〇毫米;金属片一2的Z向长度为I3.5毫米,Y向长度为8毫米;半模贴片辐射单元的排布周期为15毫米;金属片二3的尺寸为边长丨毫米的正方形,天线的高度即金属壁4的高度为1•1毫米,其中,Z向指的是金属条1的长度方向,Y向指的是金属条丨的宽度方向。LUUI0J与现有技木相比,本发明的天线结构全部由金属构成,利用空气介质的微带线激励周期排布的半模贴片辐射单元,从而保持低剖面结构的同时实现端射特性。由于全金属结构制作成本低廉,本发明非常适合在大规模生产中使用。附图说明[0017]图1为本发明的三维结构示意图。[0018]图2为本发明的一个实施例,其中包括⑸正面和⑹侧面视角的具体尺寸。该具体实施例应用于工作于5GHz的全金属结构低剖面端射天线。[0019]图3为该具体实施例下该天线设计的的反射系数。[0020]图4为该具体实施例下该天线设计5GHz时YZ平面内的辐射方向图。具体实施方式[0021]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。[0022]本发明一种全金属结构的低剖面端射天线。它具有结构简单,低剖面和制造成本低的特点。根据设计示意,给出了一个应用于5GHz全金属低剖面端射天线的具体实施例,下面结合附图予以说明:[0023]参阅图1,该端射天线包括金属条1。金属条1与金属地板5平行,构成空气介质的微带线。沿金属条1长度方向,在其两侧有周期排布的半模贴片辐射单元。半模贴片辐射单元由金属片一2、金属片二3以及金属壁4构成。金属条1、金属片一2、金属片二3位于同一平面,金属片二3连接金属条1与金属片一2,作为半模贴片的馈电结构。金属壁4连接金属片一2与金属地板5且金属壁4与金属条1的长度方向垂直,形成短路边界条件并起到支撑天线结构的作用。[0024]在设计中,金属片一2的Z向长度决定了天线的工作频率;天线的高度决定了每个半模贴片辐射单元的辐射强度。[0025]图2给出了工作于5GHz的全金属结构低剖面端射天线的具体实施例。其中图2a给出了天线正面各个结构的详细尺寸。微带线宽度为5毫米,长度为360毫米;金属片一2的Z向长度为13.5毫米,Y向长度为8毫米;半模贴片辐射单元的排布周期为15毫米;金属片二3的尺寸为边长1毫米的正方形。图2〇给出了天线的高度为1•1毫米。[0026]采用该参数设计的实施例的S参数由图3给出,可以看到,在5GHz处,天线的反射系数Sn优于-15dB,传输系数S21优于-7dB,可以满足工程应用。[0027]图4该参数设计的实施例在YZ面的辐射方向图,可以看到,在中心频率5GHz处,在包含最大端射方向的YZ面内,端射增益为11.?dBi。可见该天线具有很好的端射特性和增益指标,非常适用于低成本低剖面端射天线的应用。[0028]综上所述,本发明提供了一种全金属结构的低^面端射天线设计。该天线由馈电微带线、半模贴片辐射单元、金属地板构成,可以应用于高度受限的场景中。由于该天线是由全金属结构设计而成,因此其制造成本低廉,设计结构简单灵活,非常适合大规模生产。

权利要求:1.一种全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,包括:金属条1,与金属地板⑸构成微带馈电电路;沿金属条1周期排布的半模贴片辐射单元,每个单元由与金属地板5平行且位于其上方的金属片一2、用于连接金属条⑴与金属片一⑵的金属片二;3以及用于连接金属片一⑵和金属地板⑸的垂直于金属地板⑸的金属壁⑷构成;当天线工作时,所述微带馈电电路激励各个半模贴片辐射单元⑵,实现端射特性。2.根据权利要求1所述全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,所述金属条(D与金属地板5构成的微带馈电电路以及周期排布的半模贴片辐射单元均用用空气作为介质。3.根据权利要求1所述全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,所述金属条(1位于金属地板5上方,相互平行;所述金属条(1与金属片一(2、金属片二(3位于同一平面。4.根据权利要求1所述全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,所述金属壁4垂直于金属条1的长度方向,且金属壁4与金属片二C3不相接。5.根据权利要求1所述全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,所述半模贴片辐射单元排布的周期与电磁波在自由空间中的四分之一个波长相当。6.根据权利要求1所述全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,所述金属片一2的Z向长度决定了天线的工作频率;天线的高度决定了每个半模贴片辐射单元的辐射强度,Z向指的是金属条⑴的长度方向。7.根据权利要求1所述全金属结构的低剖面端射天线,其特征在于,所述天线的工作频率为5GHz,金属条1的宽度为5毫米,长度为360毫米;金属片一¾的z向长度为13.5毫米,Y向长度为S毫米;半模贴片辐射单元的排布周期为15毫米;金属片二3的尺寸为边长1毫米的正方形,天线的高度即金属壁⑷的高度为1.1毫米,其中,Z向指的是金属条丨)的长度方向,Y向指的是金属条1的宽度方向。

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