本發(fā)明涉及一種平面天線，尤其是一種格柵單板多頻雙輻射器天線。

背景技術(shù)：

平面天線是常用的天線，具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便等特性。平面天線一般有槽縫天線和貼片天線兩大類。槽縫天線是振子天線的對偶天線，是全向輻射。但是，普通的槽縫天線不僅輻射槽縫的長度要有二分之一波長，而且輻射槽縫周圍還需要較大的金屬地面積。金屬地沿槽縫方向的電流會產(chǎn)生交叉極化輻射，導(dǎo)致天線的交叉極化變差，這些都將導(dǎo)致頻譜效率和信道容量的下降。同時槽縫的阻抗很大，還使得槽縫天線饋電傳輸線的阻抗匹配比較困難。貼片天線由于接地面的存在，其輻射主向偏向貼片的一側(cè)。把槽縫天線與貼片天線組合在一起，不僅可以多頻多輻射器工作，還充分利用其不同的輻射特性為應(yīng)用服務(wù)，單通常的縫隙耦合貼片天線或者縫隙加載貼片天線中，縫隙是不輻射的。如何把槽縫天線與貼片天線組合在一起仍然是一個挑戰(zhàn)性的難題，特別是用單層基板實現(xiàn)更是困難，而且現(xiàn)代通信的發(fā)展不僅要求天線可以多頻帶工作，還要求多個頻帶可以分別調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提出一種格柵單板多頻雙輻射器天線，該天線是單介質(zhì)基板結(jié)構(gòu)，有兩個輻射器和多個工作頻率；兩個輻射器共用一個饋電端口，不同輻射器的工作頻率可以分別調(diào)節(jié)，而且可以調(diào)節(jié)到同一頻率；該天線可以減小輻射槽縫的長度和金屬地的面積，而且具有抑制交叉極化的作用。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種格柵單板多頻雙輻射器天線包括介質(zhì)基板、設(shè)置在介質(zhì)基板上的金屬地、輻射槽縫、輻射貼片和微帶饋線；介質(zhì)基板的一面是金屬地，介質(zhì)基板的另一面是輻射貼片和微帶饋線的導(dǎo)帶；金屬地上有輻射槽縫和格柵，輻射槽縫位于金屬地的中心，格柵位于輻射槽縫的兩側(cè)；輻射槽縫的形狀是矩形，輻射槽縫的兩端短路；在輻射槽縫中間部分，其槽縫的兩個邊緣，分別有上排金屬化過孔陣列和下排金屬化過孔陣列，上排金屬化過孔陣列穿越介質(zhì)基板，一頭與金屬地相連，另一頭在輻射貼片的邊緣與輻射貼片相連，下排金屬化過孔陣列穿越介質(zhì)基板，一頭與金屬地相連，另一頭在介質(zhì)基板的另一面；輻射貼片的形狀是矩形；金屬地也是所述的微帶饋線的接地面，微帶饋線導(dǎo)帶的一端是天線的端口，微帶饋線導(dǎo)帶的另一端跨過輻射槽縫并伸展一段長度至微帶饋線終端，微帶饋線終端開路。

上排金屬化過孔陣列和下排金屬化過孔陣列使得輻射槽縫中間部分的特性阻抗變低，形成低阻槽縫，輻射槽縫的其余部分是高阻槽縫；輻射槽縫因此具有階躍阻抗的特性，產(chǎn)生一個頻率較低的低頻槽縫工作頻帶和一個頻率較高的高頻槽縫工作頻帶；改變介質(zhì)基板的厚度磁導(dǎo)率和介電常數(shù)，可以改變高阻槽縫和低阻槽縫的特性阻抗，改變輻射槽縫的高低阻抗比，進而改變天線的低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶。

改變輻射貼片的長度，可以改變輻射貼片的工作波長。

上排金屬化過孔陣列或者下排金屬化過孔陣列中，改變相鄰金屬化過孔的間距，可以調(diào)節(jié)低阻槽縫的特性阻抗，改變輻射槽縫的高低阻抗比，進而改變天線的低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶。

改變輻射槽縫的寬度，可以調(diào)節(jié)低阻槽縫和高阻槽縫的特性阻抗，改變輻射槽縫的高低阻抗比，進而改變天線的低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶。

改變微帶饋線終端到輻射槽縫的距離，可以調(diào)節(jié)天線的工作頻率、工作頻帶的帶寬。

格柵的方向垂直于輻射槽縫的方向，格柵靠近輻射槽縫的一端短路，格柵的另一端延伸到金屬地的邊緣且開路，格柵的長度大于工作波長的一半。

金屬化過孔陣列中，相鄰金屬化過孔的間距要小于十分之一波長。

格柵單板多頻雙輻射器天線有輻射槽縫和輻射貼片兩個單獨的輻射器，這些輻射器共用一個饋電端口。輻射槽縫和輻射貼片的工作頻率相互影響很小，因此可以獨立調(diào)節(jié)輻射槽縫的工作頻率，也可以獨立調(diào)節(jié)輻射貼片的工作頻率。

輻射槽縫是全向輻射，在介質(zhì)基板的兩側(cè)都有主輻射，其低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶主要由輻射槽縫的諧振頻率確定，但是金屬地的尺寸、微帶饋線導(dǎo)帶在輻射槽縫的位置、微帶饋線的阻抗、微帶饋線終端離輻射槽縫的距離也可以對天線的工作頻率和匹配程度進行微調(diào)。由于輻射槽縫既有低阻槽縫又有高阻槽縫，具有階躍阻抗的特性，不僅使得天線小型化，也減小了金屬地的尺寸，而且也減小了交叉極化，而且還可以使得天線有多個工作頻帶。

輻射貼片的工作波長主要由輻射貼片的長度決定，工作波長大約為輻射貼片長度的兩倍。

金屬地上的格柵由于其方向與輻射槽縫垂直，因此阻礙了與輻射槽縫方向平行的電流，這個方向的電流會產(chǎn)生交叉極化輻射；格柵對垂直于輻射槽縫方向的電流沒有影響，這個方向的電流產(chǎn)生主極化輻射。另一方面，格柵對輻射槽縫是一種周期性的加載，周期性結(jié)構(gòu)具有慢波特性，因此這種加載會使得輻射槽縫的波長變短，也就是可以減小輻射槽縫的物理長度，進而再減小金屬地的尺寸。

有益效果：本發(fā)明的格柵單板多頻雙輻射器天線的有益效果是，該天線是單介質(zhì)基板，成本低；可以減小整個天線的電尺寸、實現(xiàn)小型化，還具有抑制天線的交叉極化作用；天線有兩個共用一個饋電端口的輻射器，同時該天線不僅有多個頻帶，而且多個頻帶可以分別調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為格柵單板多頻雙輻射器天線結(jié)構(gòu)示意圖，

圖中有：介質(zhì)基板1、金屬地2、輻射槽縫3、輻射貼片4、微帶饋線5、導(dǎo)帶6、上排金屬化過孔陣列7、下排金屬化過孔陣列8、端口9、微帶饋線終端10和格柵21。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

本發(fā)明所采用的實施方案是：一種格柵單板多頻雙輻射器天線包括介質(zhì)基板1、設(shè)置在介質(zhì)基板1上的金屬地2、輻射槽縫3、輻射貼片4和微帶饋線5；介質(zhì)基板1的一面是金屬地2，介質(zhì)基板2的另一面是輻射貼片4和微帶饋線5的導(dǎo)帶6；金屬地2上有輻射槽縫3和格柵21，輻射槽縫3位于金屬地2的中心，格柵21位于輻射槽縫3的兩側(cè)；輻射槽縫3的形狀是矩形，輻射槽縫3的兩端短路；在輻射槽縫3中間部分，其槽縫的兩個邊緣，分別有上排金屬化過孔陣列7和下排金屬化過孔陣列8，上排金屬化過孔陣列7穿越介質(zhì)基板1，一頭與金屬地2相連，另一頭在輻射貼片4的邊緣與輻射貼片4相連；下排金屬化過孔陣列8穿越介質(zhì)基板1，一頭與金屬地2相連，另一頭在介質(zhì)基板1的另一面；輻射貼片4的形狀是矩形；金屬地2也是所述的微帶饋線5的接地面，微帶饋線5導(dǎo)帶6的一端是天線的端口9，微帶饋線5導(dǎo)帶6的另一端跨過輻射槽縫3并伸展一段長度至微帶饋線終端10，微帶饋線終端10開路。

上排金屬化過孔陣列7和下排金屬化過孔陣列8使得輻射槽縫3中間部分的特性阻抗變低，形成低阻槽縫，輻射槽縫3的其余部分是高阻槽縫；輻射槽縫3因此具有階躍阻抗的特性，產(chǎn)生一個頻率較低的低頻槽縫工作頻帶和一個頻率較高的高頻槽縫工作頻帶；改變介質(zhì)基板1的厚度磁導(dǎo)率和介電常數(shù)，可以改變高阻槽縫和低阻槽縫的特性阻抗，改變輻射槽縫3的高低阻抗比，進而改變天線的低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶。

改變輻射貼片4的長度，可以改變輻射貼片4的工作波長。

上排金屬化過孔陣列7或者下排金屬化過孔陣列8中，改變相鄰金屬化過孔的間距，可以調(diào)節(jié)低阻槽縫的特性阻抗，改變輻射槽縫3的高低阻抗比，進而改變天線的低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶。

改變輻射槽縫3的寬度，可以調(diào)節(jié)低阻槽縫和高阻槽縫的特性阻抗，改變輻射槽縫3的高低阻抗比，進而改變天線的低頻槽縫工作頻帶和高頻槽縫工作頻帶。

改變微帶饋線終端10到輻射槽縫3的距離，可以調(diào)節(jié)天線的工作頻率、工作頻帶的帶寬。

格柵21的方向垂直于輻射槽縫3的方向，格柵21靠近輻射槽縫3的一端短路，格柵21的另一端延伸到金屬地2的邊緣且開路，格柵21的長度大于工作波長的一半。

上排金屬化過孔陣列7和下排金屬化過孔陣列8中，相鄰金屬化過孔的間距要小于十分之一波長。

格柵單板多頻雙輻射器天線的輻射槽縫3是全向輻射，在介質(zhì)基板1的兩側(cè)都有主輻射，低頻槽縫工作頻率和高頻槽縫工作頻率主要由輻射槽縫3的諧振頻率確定，但是金屬地2的尺寸、微帶饋線5在輻射槽縫3的位置、微帶饋線5的寬度也可以對天線的工作頻率和匹配程度進行調(diào)節(jié)。由于輻射槽縫3具有階躍阻抗的特性，不僅使得天線小型化，減小了交叉極化，也減小了金屬地2的尺寸。

格柵單板多頻雙輻射器天線有輻射槽縫3和輻射貼片4兩個單獨的輻射器，這些輻射器共用一個饋電端口9。輻射槽縫3和其它輻射貼片的工作頻率相互影響很小，因此可以獨立調(diào)節(jié)輻射槽縫3的工作頻率，也可以獨立調(diào)節(jié)輻射貼片4的工作頻率。

上輻射貼片的工作波長主要由輻射貼片4的長度決定，工作波長大約為輻射貼片4長度的兩倍。

輻射貼片4也可以通過上金屬化過孔陣列8與金屬地2相連，這時上金屬化過孔陣列8的一頭接金屬地2，另一頭接介質(zhì)基板1的另一面。

在工藝上，格柵單板多頻雙輻射器天線既可以采用普通的印刷電路板(PCB)工藝，也可以采用低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝或者CMOS、Si基片等集成電路工藝實現(xiàn)。其中上排金屬化過孔陣列7和下排金屬化過孔陣列8可以是空心金屬通孔也可以是實心金屬孔，金屬通孔的形狀可以是圓形，也可以是方形或者其他形狀的。

根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本發(fā)明。