本發(fā)明屬于微波器件領域，具體涉及一種高增益的微帶貼片天線組合模塊天線。

背景技術：

隨著科學技術的發(fā)展，器件小型化成為實際研究應用中的最重要技術要點，微帶天線可工作在100MHz—100GHz，以介質(zhì)板作為輻射單位、設計簡單的優(yōu)點讓它廣泛運用于現(xiàn)代微波收發(fā)系統(tǒng)領域，是當今微波器件中不可缺少的組成部分。但是它也存在缺陷，低增益、帶寬窄是其主要短板，其中低增益導致天線輻射或者接收效率低，在收發(fā)系統(tǒng)中，為了彌補這些短板，通常會選用更大的功放芯片，這樣就大大增加了成本。而喇叭天線(包含標準增益喇叭、圓錐喇叭、脊椎喇叭等等)以增益高為顯著特點，但是其體積過于大；例如，針對頻率范圍3.48-3.6GHz，參照國標BY30(2.83-3.88GHz)，圓錐喇叭天線的尺寸為r1*r2*L＝71.42*300*650，參照國標BY35(3.31-4.54GHz)，圓錐喇叭天線的尺寸為r1*r2*L＝61.04*210*590，其中r1為喇叭內(nèi)口徑、r2為喇叭外口徑、L為喇叭總長度；其體積巨大、制造成本高，與當今應用領域中器件小型化需求沖突。因此，保證小型化設計的前提下，進一步增大天線增益成為本發(fā)明研究的重點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高增益的微帶貼片天線組合模塊天線，用以解決現(xiàn)有微帶天線低增益的問題。為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種高增益的微帶貼片天線組合模塊天線，包括：輻射貼片1、圓錐喇叭2、介質(zhì)板3、饋電端口4以及激勵源端口5，所述輻射貼片1設置于介質(zhì)板3上表面，所述激勵源端口5與饋電端口4相連進行激勵，其特征在于，所述介質(zhì)板3的上表面還設置有圓錐喇叭2，所述圓錐喇叭2包圍輻射貼片1、且使得輻射貼片1位于圓錐喇叭2的中心。

進一步地，所述饋電端口4采用金屬細柱饋電，通過激勵源端口5的激勵，在輻射貼片向空間輻射電磁場。

進一步地，所述激勵源端口5位于介質(zhì)板3下表面，外接50歐姆同軸，進行激勵。

本發(fā)明的有益效果在于：提供一種高增益的微帶貼片天線組合模塊天線，通過在輻射貼片上增設圓錐喇叭模塊，顯著增大天線增益，能夠使天線在帶寬范圍內(nèi)總增益增大約4.5dBi；并且，該組合模塊天線的體積遠遠小于現(xiàn)有圓錐喇叭天線，更有利于天線小型化設計。

附圖說明

圖1為本發(fā)明微帶貼片天線組合模塊天線結構示意圖；

圖2為本發(fā)明微帶貼片天線不加圓錐喇叭正面結構示意圖；

圖3為本發(fā)明微帶貼片天線不加圓錐喇叭背面結構示意圖；

圖4本發(fā)明圓錐喇叭結構示意圖；

圖5本發(fā)明微帶貼片天線不加圓錐喇叭的仿真增益示意圖；

圖6本發(fā)明微帶貼片天線加圓錐喇叭的仿真增益示意圖；

其中，1為輻射貼片、2為圓錐喇叭、3為介質(zhì)板、4為饋電端口、5為激勵源端口。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

本實施例提供高增益的微帶貼片天線組合模塊天線，其結構如圖1至圖4所示，包括：輻射貼片1、圓錐喇叭2、介質(zhì)板3、饋電端口4以及激勵源端口5，所述輻射貼片1設置于介質(zhì)板3上表面，所述激勵源端口5與饋電端口4相連進行激勵，所述介質(zhì)板3的上表面還設置有圓錐喇叭2，所述圓錐喇叭2包圍輻射貼片1、且使得輻射貼片1位于圓錐喇叭2的中心。

本實施例中，所述輻射貼片1是采用印刷電路技術制作；所述圓錐喇叭2采用機械加工制作，材料為銅，通過物理連接安裝于介質(zhì)板3上；所述介質(zhì)板3選用介電常數(shù)3.5的RF-35，厚度為125mil的板材；所述饋電端口4采用的是半徑0.45mm的金屬細柱饋電；所述平激勵源端口5外接50歐姆同軸，進行激勵。

進一步地，所述高增益的微帶貼片天線組合模塊中的輻射貼片1的基本尺寸長l和寬w，可以根據(jù)以下計算公式來進行初步計算：

其中，l指的是貼片的長度，w指的是貼片的寬度，c指的是光速，f指的是中心頻率，ε指的是介質(zhì)板的介電常數(shù)。微波器件的仿真規(guī)律大多都是尺寸越大，頻率越低，尺寸越小，頻率越高，在初步計算后通過軟件仿真進行調(diào)試參數(shù)值就可以達到設計指標。

如圖3、圖4所示的是微帶貼片天線圓錐喇叭結構示意圖，該結構的內(nèi)徑為r1，外徑為r2，一般來說微帶貼片天線的增益約為5dB左右，在一些遠距離傳輸或者探測場合應用背景下，我們想要天線的增益盡可能地大，但是微帶天線很難提高增益；本發(fā)明中采用圓錐喇叭實現(xiàn)；其外徑口面尺寸大于輻射貼片的尺寸；通過仿真優(yōu)化，本實施例中優(yōu)化參數(shù)值為：l＝21.9mm，w＝20.9mm，r1＝19mm，r2＝55mm。

通過對上述組合模塊天線進行仿真，得到仿真結果如圖5和圖6所示；其中，圖5所示的是微帶貼片天線不加圓錐喇叭的仿真增益示意圖，從圖上可以看出在頻率3.48-3.6GHz的范圍內(nèi)增益為6.64-6.8dBi；圖6所示的是微帶貼片天線加圓錐喇叭的仿真增益示意圖，從圖上可以看出在頻率3.48-3.6GHz的范圍內(nèi)增益約為11.1-11.5dBi，相比于圖5結果增益增加了約4.5dBi。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，本說明書中所公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換；所公開的所有特征、或所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。