本發(fā)明屬于超表面天線(xiàn)，具體涉及一種應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)。

背景技術(shù)：

1、在智慧城市系統(tǒng)中，集安全、高效、便捷于一體的智能汽車(chē)正在人們出行生活中逐步占據(jù)較大的重要性。其中，智能汽車(chē)的無(wú)人駕駛功能依賴(lài)于環(huán)境感知、車(chē)輛通信與數(shù)據(jù)處理、執(zhí)行機(jī)構(gòu)4個(gè)方面。在5g通信加速自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，車(chē)輛與其他設(shè)備(如衛(wèi)星、其他車(chē)輛和基礎(chǔ)設(shè)施)之間穩(wěn)定的實(shí)時(shí)信息交互分為導(dǎo)航通信和蜂窩通信兩類(lèi)。

2、對(duì)于蜂窩通信，智能交通系統(tǒng)(its)中的車(chē)聯(lián)網(wǎng)(v2x)天線(xiàn)的車(chē)輛到基站(v2b)天線(xiàn)一般工作在s頻段(2.92～4.39ghz)，并輻射線(xiàn)極化(lp)全向/定向端射模式。因此，車(chē)聯(lián)網(wǎng)(v2x)天線(xiàn)作為智能汽車(chē)的收發(fā)電磁波的期間成為了車(chē)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

3、在實(shí)際應(yīng)用中，由于車(chē)內(nèi)空間有限，且近年來(lái)車(chē)內(nèi)需要安裝的天線(xiàn)數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界都傾向于通過(guò)設(shè)計(jì)多頻段天線(xiàn)來(lái)減少天線(xiàn)數(shù)量，從而節(jié)省空間和成本。其中微帶天線(xiàn)具有低成本易加工的特點(diǎn)，非常適合作為車(chē)聯(lián)網(wǎng)天線(xiàn)。但車(chē)載天線(xiàn)集成度高，這就要求微帶天線(xiàn)能夠以較寬的帶寬進(jìn)行工作，然而普通的微帶天線(xiàn)往往具有窄帶寬。因此，研究設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且兼具低剖面、寬帶的車(chē)載微帶天線(xiàn)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。

2、本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，通過(guò)在超表面單元加入不規(guī)則縫隙，引入更多電流路徑，從而產(chǎn)生了寬帶特性。

3、為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，包括疊置的第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；

4、所述第一介質(zhì)層上與第二介質(zhì)層相背一側(cè)的表面設(shè)置有超表面金屬層，該超表面金屬層上開(kāi)有若干道不規(guī)則的縫隙；

5、所述第二介質(zhì)層上設(shè)置有金屬饋電條和金屬接地，且第二介質(zhì)層設(shè)置有貫穿所述第二介質(zhì)層、金屬饋電條和金屬地的饋電孔。

6、本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案為，所述超表面金屬層為四個(gè)圍繞第一介質(zhì)層中心布置的l型超表面金屬片組成，且四個(gè)l型超表面金屬片中心對(duì)稱(chēng)。

7、作為優(yōu)選地，每個(gè)所述l型超表面金屬片由3個(gè)方形的單元金屬貼片組成，每個(gè)單元金屬貼片均由不均等的縫隙切割成大小不一致的形狀。

8、作為優(yōu)選地，所述金屬饋電條布置在所述第二介質(zhì)層上與所述第一介質(zhì)層相對(duì)一側(cè)；所述金屬接地布置在所述第二介質(zhì)層上與所述第一介質(zhì)層相背一側(cè)。

9、作為優(yōu)選地，在所述第一介質(zhì)層上與所述第二介質(zhì)層相對(duì)的一側(cè)還開(kāi)設(shè)有焊錫點(diǎn)孔，該焊錫點(diǎn)孔為盲孔，且位置與所述饋電孔對(duì)應(yīng)。

10、作為優(yōu)選地，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的四角位置均開(kāi)設(shè)有固定孔，兩介質(zhì)層通過(guò)穿入固定孔的螺柱固定。

11、作為優(yōu)選地，所述金屬接地鋪滿(mǎn)所述第二介質(zhì)層的一側(cè)面，在所述金屬接地的對(duì)應(yīng)位置也開(kāi)設(shè)有穿入螺柱的固定孔，螺柱將所述金屬接地、第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層固定為一體。

12、作為優(yōu)選地，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層均采用高頻板材制成，相對(duì)介電常數(shù)為3.55，損耗角正切為0.0027。

13、作為優(yōu)選地，所述超表面金屬層、金屬饋電條和金屬接地均為銅材料制成。

14、作為優(yōu)選地，該天線(xiàn)通過(guò)印刷電路板工藝制成。

15、有益效果：本發(fā)明提供的應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，在超表面金屬層加入不規(guī)則縫隙，在固定的設(shè)計(jì)面積上，增加電流路徑，產(chǎn)生更多電流諧振點(diǎn)，拓寬天線(xiàn)帶寬，從而產(chǎn)生了寬帶特性，解決了微帶天線(xiàn)帶寬較窄的技術(shù)問(wèn)題，能夠成功地應(yīng)用到多頻帶車(chē)載應(yīng)用場(chǎng)景中。

16、本發(fā)明能夠通過(guò)引入不同間距的縫隙，從而調(diào)節(jié)天線(xiàn)的諧振頻率和匹配性能，進(jìn)一步拓寬天線(xiàn)的適用場(chǎng)景。

17、本發(fā)明的l型探針通過(guò)耦合饋電，降低饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)難度，并且改善了同軸饋電探針的電感效應(yīng)，從而優(yōu)化了輸入阻抗匹配；在無(wú)需額外饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的情況下，能夠激發(fā)更多的諧振模式，大大降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度，響應(yīng)了車(chē)載天線(xiàn)的集成化要求。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，包括疊置的第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，所述超表面金屬層為四個(gè)圍繞第一介質(zhì)層中心布置的l型超表面金屬片組成，且四個(gè)l型超表面金屬片中心對(duì)稱(chēng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，每個(gè)所述l型超表面金屬片由3個(gè)方形的單元金屬貼片組成，每個(gè)單元金屬貼片均由不均等的縫隙切割成大小不一致的形狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，所述金屬饋電條布置在所述第二介質(zhì)層上與所述第一介質(zhì)層相對(duì)一側(cè)；所述金屬接地布置在所述第二介質(zhì)層上與所述第一介質(zhì)層相背一側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，在所述第一介質(zhì)層上與所述第二介質(zhì)層相對(duì)的一側(cè)還開(kāi)設(shè)有焊錫點(diǎn)孔，該焊錫點(diǎn)孔為盲孔，且位置與所述饋電孔對(duì)應(yīng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的四角位置均開(kāi)設(shè)有固定孔，兩介質(zhì)層通過(guò)穿入固定孔的螺柱固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，所述金屬接地鋪滿(mǎn)所述第二介質(zhì)層的一側(cè)面，在所述金屬接地的對(duì)應(yīng)位置也開(kāi)設(shè)有穿入螺柱的固定孔，螺柱將所述金屬接地、第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層固定為一體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層均采用高頻板材制成，相對(duì)介電常數(shù)為3.55，損耗角正切為0.0027。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，所述超表面金屬層、金屬饋電條和金屬接地均為銅材料制成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述應(yīng)用于s波段和c波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，其特征在于，該天線(xiàn)通過(guò)印刷電路板工藝制成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于S波段和C波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，包括疊置的第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層；所述第一介質(zhì)層上與第二介質(zhì)層相背一側(cè)的表面設(shè)置有超表面金屬層，該超表面金屬層上開(kāi)有若干道不規(guī)則的縫隙；所述第二介質(zhì)層上設(shè)置有金屬饋電條和金屬接地，且第二介質(zhì)層設(shè)置有貫穿所述第二介質(zhì)層、金屬饋電條和金屬地的饋電孔。本發(fā)明提供的應(yīng)用于S波段和C波段的寬帶高性能超表面天線(xiàn)，在超表面金屬層加入不規(guī)則縫隙，在固定的設(shè)計(jì)面積上，增加電流路徑，產(chǎn)生更多電流諧振點(diǎn)，拓寬天線(xiàn)帶寬，從而產(chǎn)生了寬帶特性，解決了微帶天線(xiàn)帶寬較窄的技術(shù)問(wèn)題，能夠成功地應(yīng)用到多頻帶車(chē)載應(yīng)用場(chǎng)景中。

技術(shù)研發(fā)人員：廖藝旋,劉芫健,李雙德,鄭程程
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京郵電大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2