本技術(shù)涉及天線，尤其涉及一種用于超寬帶的微帶三元天線陣。

背景技術(shù)：

1、全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能室外空曠環(huán)境進(jìn)行精確的定位，然而有建筑物遮擋的室內(nèi)環(huán)境時(shí)，基本喪失定位能力。人們約80％的時(shí)間都活動(dòng)在室內(nèi)，因此室內(nèi)定位導(dǎo)航服務(wù)有著廣泛需求。uwb(超寬帶)是室內(nèi)定位技術(shù)，具有抗多徑、低復(fù)雜度、時(shí)間同步等方面具有先天性優(yōu)勢(shì)，其室內(nèi)定位精度通常較高。常用tdoa定位至少需要4個(gè)基站，才能解算出位置信息，多基站定位技術(shù)并不太適合小房間、小區(qū)域定位。單基站aoa定位技術(shù)更適合小房間、小區(qū)域環(huán)境，可以大大降低定位基站布設(shè)，從而降低成本。

2、天線陣是aoa單基站定位必不可少的部分，如果天線陣設(shè)計(jì)不合理會(huì)對(duì)定位效果影響較大。本專(zhuān)利提出一種用于超寬帶的微帶三元天線陣具有半球形輻射方向，增益大，剖面低，雙極化等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于超寬帶單基站定位產(chǎn)品中。

3、中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn?217281211?u公開(kāi)了一種超寬帶三元天線陣，包括有介質(zhì)板和金屬地，所述金屬地印刷在所述介質(zhì)板正面；還包括有三個(gè)陣元，每個(gè)陣元包括有金屬陣子、微帶線、射頻接頭、金屬陣子圓形縫隙、射頻接頭圓形縫隙、與射頻接頭連接的饋針和焊盤(pán)；其中，金屬陣子位于金屬地的上方，微帶線印刷在介質(zhì)板的反面，金屬陣子通過(guò)金屬陣子圓形縫隙焊接在微帶線的一端，饋針穿過(guò)射頻接頭圓形縫隙與微帶線的另一端連接并焊在焊盤(pán)上；三個(gè)陣元的陣元天線阻抗帶寬大于1ghz，三個(gè)陣元組成圓形陣；金屬陣子為單極子結(jié)構(gòu)。該技術(shù)方案中的金屬陣子是天線輻射體，采用單極子結(jié)構(gòu)，是全向輻射方向圖，天線最大輻射增益在天線四周，但是單極子結(jié)構(gòu)的方向圖在天線正下方存在零陷，會(huì)使通信終端在天線陣正下方時(shí)測(cè)角數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

4、中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn?219643114?u公開(kāi)了一種基于寄生元的單極子去偶三元天線陣，包括有介質(zhì)板和金屬地板，金屬地板印刷在介質(zhì)板的一面，其特征在于，還包括有以金屬地板的中心為圓心分布的三個(gè)陣元；每個(gè)陣元包括有單極子、微帶線和射頻接頭，微帶線的一端連接射頻接頭，另一端連接單極子，微帶線印刷在介質(zhì)板的另一面；以金屬地板的中心為圓心，且位于介質(zhì)板的上方，分布有若干個(gè)寄生元，的若干個(gè)寄生元均穿過(guò)介質(zhì)板分別連接金屬地板。該技術(shù)方案中的天線陣的陣元均是金屬陣子單極子結(jié)構(gòu)，是全向輻射方向圖，天線最大輻射增益在天線四周，但是單極子結(jié)構(gòu)的方向圖在天線正下方存在零陷，會(huì)使通信終端在天線陣正下方時(shí)測(cè)角數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于超寬帶的微帶三元天線陣，采用微帶結(jié)構(gòu)輻射片，輻射方向圖是半球形，具有增益大，剖面低，雙極化等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于超寬帶單基站定位產(chǎn)品。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：該用于超寬帶的微帶三元天線陣包括至少一個(gè)輻射片、介質(zhì)板一、介質(zhì)板二、介質(zhì)板三和至少一個(gè)金屬地，所述介質(zhì)板一、介質(zhì)板二和介質(zhì)板三上下層疊設(shè)置且所述介質(zhì)板二和介質(zhì)板三之間留有空氣間隙，所述輻射片設(shè)在所述介質(zhì)板一的頂層，所述金屬地設(shè)在所述介質(zhì)板三的底層；所述輻射片上設(shè)有微帶線。

3、采用上述技術(shù)方案，通過(guò)具有微帶線的輻射片，使天線具有半球形輻射方向，天線最大輻射增益在天線正下方，微帶結(jié)構(gòu)的天線陣具有增益大，剖面低，雙極化等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于超寬帶單基站定位產(chǎn)品；同時(shí)可補(bǔ)償單極子結(jié)構(gòu)天線在天線正下方零陷輻射的問(wèn)題，解決了通信終端在天線陣正下方時(shí)測(cè)角數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的問(wèn)題。

4、優(yōu)選地，所述輻射片包括輻射片一、輻射片二和輻射片三，所述輻射片一、輻射片二和輻射片三均印刷在所述介質(zhì)板一的頂層，所述輻射片一、所述輻射片二和所述輻射片三分別在以1/2波長(zhǎng)為半徑的圓上，且分別相差120°。

5、需要注意的是，輻射片一、輻射片二和輻射片三設(shè)在位于所述介質(zhì)板一的1/2波長(zhǎng)為半徑的圓周上。

6、優(yōu)選地，所述金屬地包括金屬地一和金屬地二，所述金屬地一印刷在所述介質(zhì)板三的頂層，所述金屬地二印刷在所述介質(zhì)板三的底頂。金屬地一和金屬地二均采用黃銅印刷。

7、優(yōu)選地，所述輻射片還包括饋針，所述饋針的頂端與輻射片電氣連接，且所述饋針的底端與所述微帶線電氣連接。

8、優(yōu)選地，所述饋針包括饋針一、饋針二和饋針三，所述微帶線包括微帶線一、微帶線二和微帶線三，所述饋針一的頂端與輻射片一電氣連接，且所述饋針一的底端與所述微帶線一電氣連接；所述饋針二的頂端與輻射片二電氣連接，且所述饋針二的底端與所述微帶線二電氣連接；所述饋針三的頂端與輻射片三電氣連接，且所述饋針三的底端與所述微帶線三電氣連接。微帶線一、微帶線二和微帶線三均有作線寬變換阻抗匹配。

9、優(yōu)選地，所述輻射片還包括同軸線一、同軸線二和同軸線三，所述同軸線一的內(nèi)導(dǎo)體與所述微帶線一電氣連接，所述同軸線二的內(nèi)導(dǎo)體與所述微帶線二電氣連接，所述同軸線三的內(nèi)導(dǎo)體與所述微帶線三電氣連接。

10、優(yōu)選地，所述輻射片一開(kāi)有菱形縫隙一，所述輻射片二開(kāi)有菱形縫隙二，所述輻射片三開(kāi)有菱形縫隙三；所述介質(zhì)板一與介質(zhì)板二緊貼連接，三個(gè)螺絲穿過(guò)所述介質(zhì)板一和介質(zhì)板二通過(guò)三個(gè)支柱與所述介質(zhì)板三分開(kāi)并留有空氣間隙。

11、優(yōu)選地，所述金屬地一開(kāi)有圓形縫隙一、圓形縫隙二、圓形縫隙三、圓形縫隙四、圓形縫隙五和圓形縫隙六，所述饋針一穿過(guò)所述圓形縫隙一；所述饋針二穿過(guò)所述圓形縫隙二；所述饋針三穿過(guò)所述圓形縫隙三；所述同軸線一的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓形縫隙四；所述同軸線二的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓形縫隙五；所述同軸線三的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓形縫隙六。

12、優(yōu)選地，所述金屬地二開(kāi)有縫隙一、縫隙二和縫隙三，所述微帶線一設(shè)在所述縫隙一內(nèi)，所述微帶線二設(shè)在所述縫隙二內(nèi)；所述微帶線三設(shè)在所述縫隙三內(nèi)。

13、優(yōu)選地，所述介質(zhì)板一和介質(zhì)板二的尺寸相同且重疊，所述介質(zhì)板一和介質(zhì)板二均為厚度1.6mm的fr4板材且直徑為80mm的圓形，重疊的介質(zhì)板一和介質(zhì)板二可以增加介質(zhì)基板厚度，用來(lái)展寬天線帶寬；所述介質(zhì)板三為厚度1mm的fr4板材且直徑為120mm的圓形；三個(gè)螺絲在相差120°均勻分布，用于固定所述介質(zhì)板一、介質(zhì)板二和介質(zhì)板三。

14、該用于超寬帶的微帶三元天線陣的天線尺寸為直徑120mm，高6.5mm，天線工作頻段3.5ghz-4.5ghz，4ghz時(shí)增大增益為8dbi。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果為：用于超寬帶的微帶三元天線陣具有半球形輻射方向圖，剖面底，超寬帶，低成本等優(yōu)點(diǎn)，不僅決定了全向天線陣正下方零陷的問(wèn)題，且剖面比單極子結(jié)構(gòu)天線陣低很多，雙極化特點(diǎn)可以解決標(biāo)簽不同姿態(tài)時(shí)定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，比全向的單極子結(jié)構(gòu)天線陣更適合做內(nèi)置天線。

技術(shù)特征：

1.一種用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，包括至少一個(gè)輻射片、介質(zhì)板一、介質(zhì)板二、介質(zhì)板三和至少一個(gè)金屬地，所述介質(zhì)板一、介質(zhì)板二和介質(zhì)板三上下層疊設(shè)置且所述介質(zhì)板二和介質(zhì)板三之間留有空氣間隙，所述輻射片設(shè)在所述介質(zhì)板一的頂層，所述金屬地設(shè)在所述介質(zhì)板三的底層；所述輻射片上設(shè)有微帶線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述輻射片包括輻射片一、輻射片二和輻射片三，所述輻射片一、輻射片二和輻射片三均印刷在所述介質(zhì)板一的頂層，所述輻射片一、所述輻射片二和所述輻射片三分別在以1/2波長(zhǎng)為半徑的圓上，且分別相差120°。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述金屬地包括金屬地一和金屬地二，所述金屬地一印刷在所述介質(zhì)板三的頂層，所述金屬地二印刷在所述介質(zhì)板三的底頂。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述輻射片還包括饋針，所述饋針的頂端與輻射片電氣連接，且所述饋針的底端與所述微帶線電氣連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述饋針包括饋針一、饋針二和饋針三，所述微帶線包括微帶線一、微帶線二和微帶線三，所述饋針一的頂端與輻射片一電氣連接，且所述饋針一的底端與所述微帶線一電氣連接；所述饋針二的頂端與輻射片二電氣連接，且所述饋針二的底端與所述微帶線二電氣連接；所述饋針三的頂端與輻射片三電氣連接，且所述饋針三的底端與所述微帶線三電氣連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述輻射片還包括同軸線一、同軸線二和同軸線三，所述同軸線一的內(nèi)導(dǎo)體與所述微帶線一電氣連接，所述同軸線二的內(nèi)導(dǎo)體與所述微帶線二電氣連接，所述同軸線三的內(nèi)導(dǎo)體與所述微帶線三電氣連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述輻射片一開(kāi)有菱形縫隙一，所述輻射片二開(kāi)有菱形縫隙二，所述輻射片三開(kāi)有菱形縫隙三；所述介質(zhì)板一與介質(zhì)板二緊貼連接，三個(gè)螺絲穿過(guò)所述介質(zhì)板一和介質(zhì)板二通過(guò)三個(gè)支柱與所述介質(zhì)板三分開(kāi)并留有空氣間隙。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述金屬地一開(kāi)有圓形縫隙一、圓形縫隙二、圓形縫隙三、圓形縫隙四、圓形縫隙五和圓形縫隙六，所述饋針一穿過(guò)所述圓形縫隙一；所述饋針二穿過(guò)所述圓形縫隙二；所述饋針三穿過(guò)所述圓形縫隙三；所述同軸線一的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓形縫隙四；所述同軸線二的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓形縫隙五；所述同軸線三的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓形縫隙六。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述金屬地二開(kāi)有縫隙一、縫隙二和縫隙三，所述微帶線一設(shè)在所述縫隙一內(nèi)，所述微帶線二設(shè)在所述縫隙二內(nèi)；所述微帶線三設(shè)在所述縫隙三內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述介質(zhì)板一和介質(zhì)板二的尺寸相同且重疊，所述介質(zhì)板一和介質(zhì)板二均為厚度1.6mm的fr4板材且直徑為80mm的圓形；所述介質(zhì)板三為厚度1mm的fr4板材且直徑為120mm的圓形；三個(gè)螺絲在相差120°均勻分布，用于固定所述介質(zhì)板一、介質(zhì)板二和介質(zhì)板三。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種用于超寬帶的微帶三元天線陣，包括至少一個(gè)輻射片、介質(zhì)板一、介質(zhì)板二、介質(zhì)板三和至少一個(gè)金屬地，所述介質(zhì)板一、介質(zhì)板二和介質(zhì)板三上下層疊設(shè)置且所述介質(zhì)板二和介質(zhì)板三之間留有空氣間隙，所述輻射片設(shè)在所述介質(zhì)板一的頂層，所述金屬地設(shè)在所述介質(zhì)板三的底層；所述輻射片上設(shè)有微帶線。該用于超寬帶的微帶三元天線陣，采用微帶結(jié)構(gòu)輻射片，輻射方向圖是半球形，具有增益大，剖面低，雙極化等優(yōu)點(diǎn)，不僅解決定了全向天線陣正下方零陷的問(wèn)題，且剖面比單極子結(jié)構(gòu)天線陣低很多，雙極化特點(diǎn)可以解決標(biāo)簽不同姿態(tài)時(shí)定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，更適合做內(nèi)置天線。

技術(shù)研發(fā)人員：劉麗珍,馬琳琳,劉少軍,李冀,肖巖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州聯(lián)睿電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240119
技術(shù)公布日：2024/12/19