一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元
阅读：114发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种双层引向空间耦合超宽带 辐射 单元，包括一个PCB宽带辐射单元，一个金属寄生引向器和一个PCB引向片，PCB宽带辐射单元、金属寄生引向器和PCB引向片的中心线重合；金属寄生引向器设置在辐射单元上方；PCB引向片设置在PCB宽带辐射单元的上方或者下方，PCB引向片的上表面上设有按极化方向对称设置的四个第一加载贴片，四个第一加载贴片还按PCB引向片的中心对称。常规单元达到30-50%的带宽已经属于宽带，但在增加双层引向器后，辐射单元通过空间耦合，产生了一个新的辐射体，带宽在原 基础 上扩展了10%-20%，形成了一个超宽带的辐射单元。，下面是一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元专利的具体信息内容。
一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元
技术领域
[0001] 本发明涉及天线技术领域，具体说的是一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元。
背景技术
[0002] 通信行业高速发展，对通信设备的要求也越来越高。对于常规天线来说，为了满足市场多频需求，从而需要更多频段的天线单元组合在一起，构成不同频段的阵列，于是导致了天线产品体积大、成本高。相邻阵列组合互耦性强，不仅加大了研发难度，阵列相互辐射还对波束赋形、增益等造成严重影响。
[0003] 若要改善此现状，设计宽频单元、减少天线阵列就显得尤为重要。但宽频单元设计难度大，而且对于不同频段的单元开发周期很长，难以满足市场迫切的需求。为了解决上述问题，本发明一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元，在一个相对带宽达到45%的PCB宽带辐射单元上增加双层引向之后，单元可以往低频或者往高频方向增加10%-20%的带宽，这样不仅仅满足宽频单元的需求，还能够沿用原有窄带单元，很大地减少了开发周期和开发成本，对市场的需求实现快速响应。
发明内容
[0004] 为解决上述技术问题，本发明公开了一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元，常规单元达到30-50%的带宽已经属于宽带，但在增加双层引向器后，辐射单元通过空间耦合，产生了一个新的辐射体，带宽在原基础上扩展了10%-20%，形成了一个超宽带的辐射单元。
[0005] 为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元，包括一个PCB宽带辐射单元，一个金属寄生引向器和一个PCB引向片，PCB宽带辐射单元、金属寄生引向器和PCB引向片的中心线重合；所述的金属寄生引向器设置在辐射单元上方；
所述的PCB引向片设置在PCB宽带辐射单元的上方或者下方，PCB引向片的上表面上设有按极化方向对称设置的四个第一加载贴片，四个第一加载贴片还按PCB引向片的中心对称。
所述的PCB引向片设置在PCB宽带辐射单元的上方或者下方，PCB引向片的上表面上设有按极化方向对称设置的四个第一加载贴片，四个第一加载贴片还按PCB引向片的中心对称。
[0006] 本发明所述的PCB引向片的中心位置设有第二加载贴片。
[0007] 本发明有益效果是：本发明所述一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元主要特点是增加双层引向器后，常规辐射单元增加了10%-20%的带宽，形成了一个超宽带辐射单元，避免重新开发超宽带单元的同时，也大大降低了研发成本和难度。
[0008] 通过调节加载贴片的形状和位置，可以实现在不同辐射单元上进行不同频段的扩展。
[0010] 图1是本发明所述一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元低频扩展的俯视图；图2是本发明所述一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元高频扩展的俯视图；
图3是低频扩展的超宽带辐射单元正视图；
图4是不同频段低频扩展的另外一种方式；
图5是高频扩展的超宽带辐射单元正视图；
图6是辐射单元没有增加双层引向器的驻波图；
图7是本发明增加了低频双层引向器的驻波图；
图8是本发明增加了高频双层引向器的驻波图；
图中：1、PCB宽带辐射单元，2、金属寄生引向器，3、PCB引向片，3a、第一加载贴片，3b、第二加载贴片B。
图3是低频扩展的超宽带辐射单元正视图；
图4是不同频段低频扩展的另外一种方式；
图5是高频扩展的超宽带辐射单元正视图；
图6是辐射单元没有增加双层引向器的驻波图；
图7是本发明增加了低频双层引向器的驻波图；
图8是本发明增加了高频双层引向器的驻波图；
图中：1、PCB宽带辐射单元，2、金属寄生引向器，3、PCB引向片，3a、第一加载贴片，3b、第二加载贴片B。
具体实施方式
[0011] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012] 一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元包括一个相对带宽具有30-50%的PCB宽带辐射单元1、一个金属寄生引向器2、一个单面具有特殊形状加载贴片的PCB引向片3，PCB宽带辐射单元1、金属寄生引向器2和PCB引向片3的中心线重合。
[0013] 金属寄生引向器2通过塑料支架放置于辐射单元上方，根据不同频段来改变金属寄生引向器外径大小和面积大小，金属寄生引向器2具有寄生功能，其形状为圆形、环形、方形、正多边形等规则对称结构。
[0014] 进一步的，PCB引向片3通过塑料支架或塑料卡扣结构放置于辐射单元的上方或者下方，四个加载贴片从PCB引向片3四个角上根据不同扩展频段往外或者往里延伸。
[0015] 进一步的，PCB引向片3的上表面上设有按极化方向对称设置的四个第一加载贴片3a，四个第一加载贴片3a还按PCB引向片3的中心对称，即沿正极化对称设置两个第一加载贴片，按负极化对称设置两个第一加载贴片，每个第一加载贴片还沿所处的极化方向对称，通过改变同一极化方向的第一加载贴片之间的距离来控制所需要扩展的频段，在PCB引向片3中间有一个第二加载贴片3b，通过改变第二加载贴片3b半径来改变辐射单元波束的敛散性，第一加载贴片3a和第二加载贴片3b设置在PCB引向片3的上表面上，第一加载贴片3a为可沿所处的极化方向对称的结构，第二加载贴片3b形状为圆形、环形、方形、正多边形等规则对称结构。
[0016] 进一步的，金属寄生引向器2的面积为PCB引向片3的0.3-0.7个中心频段波长。
[0017] 进一步的，具有30-50%带宽的辐射单元在上方加上第一加载贴片往外延伸的PCB引向片后，辐射能量通过空间耦合，增加了原有的电长度，使原来的带宽往低频方向扩展了12%，而如果在辐射单元下方增加第一加载贴片往里延伸的PCB引向片后，辐射单元往高频方向扩展了15%相对带宽。
[0018] 进一步的，金属寄生引向器2和PCB引向片3是独立模块，所以适用于大部分的辐射单元，从而达到扩展单元带宽的作用。通过改变PCB引向片3上四个第一加载贴片的形状和长度可以实现更好的阻抗匹配。
[0019] 结合图6、7、8对本发明所述一种双层引向空间耦合超宽带辐射单元驻波仿真结果进行阐述,图6中辐射单元本身带宽接近45%，在分别增加低频和高频双层引向器后，辐射单元带宽增加了10%-20%之间，形成了一个超宽带辐射单元。
[0020] 还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0021] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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