本技術涉及天線，尤其涉及一種用于超寬帶的微帶三元天線陣。

背景技術：

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

2、天線陣是aoa單基站定位必不可少的部分，如果天線陣設計不合理會對定位效果影響較大。本專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，非常適合用于超寬帶單基站定位產(chǎn)品中。

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

4、中國專利文獻cn?219643114?u公開了一種基于寄生元的單極子去偶三元天線陣，包括有介質板和金屬地板，金屬地板印刷在介質板的一面，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陣元；每個陣元包括有單極子、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，微帶線印刷在介質板的另一面；以金屬地板的中心為圓心，且位于介質板的上方，分布有若干個寄生元，的若干個寄生元均穿過介質板分別連接金屬地板。該技術方案中的天線陣的陣元均是金屬陣子單極子結構，是全向輻射方向圖，天線最大輻射增益在天線四周，但是單極子結構的方向圖在天線正下方存在零陷，會使通信終端在天線陣正下方時測角數(shù)據(jù)不準。

技術實現(xiàn)思路

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

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

3、采用上述技術方案，通過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，微帶結構的天線陣具有增益大，剖面低，雙極化等優(yōu)點，非常適合用于超寬帶單基站定位產(chǎn)品；同時可補償單極子結構天線在天線正下方零陷輻射的問題，解決了通信終端在天線陣正下方時測角數(shù)據(jù)不準的問題。

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在位于所述介質板一的1/2波長為半徑的圓周上。

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板三的頂層，所述金屬地二印刷在所述介質板三的底頂。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，所述同軸線一的內導體與所述微帶線一電氣連接，所述同軸線二的內導體與所述微帶線二電氣連接，所述同軸線三的內導體與所述微帶線三電氣連接。

10、優(yōu)選地，所述輻射片一開有菱形縫隙一，所述輻射片二開有菱形縫隙二，所述輻射片三開有菱形縫隙三；所述介質板一與介質板二緊貼連接，三個螺絲穿過所述介質板一和介質板二通過三個支柱與所述介質板三分開并留有空氣間隙。

11、優(yōu)選地，所述金屬地一開有圓形縫隙一、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，所述饋針一穿過所述圓形縫隙一；所述饋針二穿過所述圓形縫隙二；所述饋針三穿過所述圓形縫隙三；所述同軸線一的內導體穿過圓形縫隙四；所述同軸線二的內導體穿過圓形縫隙五；所述同軸線三的內導體穿過圓形縫隙六。

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

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

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時增大增益為8dbi。

15、與現(xiàn)有技術相比，本實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，不僅決定了全向天線陣正下方零陷的問題，且剖面比單極子結構天線陣低很多，雙極化特點可以解決標簽不同姿態(tài)時定位不準確的問題，比全向的單極子結構天線陣更適合做內置天線。

技術特征：

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

2.根據(jù)權利要求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波長為半徑的圓上，且分別相差120°。

3.根據(jù)權利要求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板三的頂層，所述金屬地二印刷在所述介質板三的底頂。

4.根據(jù)權利要求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，所述同軸線一的內導體與所述微帶線一電氣連接，所述同軸線二的內導體與所述微帶線二電氣連接，所述同軸線三的內導體與所述微帶線三電氣連接。

7.根據(jù)權利要求5所述的用于超寬帶的微帶三元天線陣，其特征在于，所述輻射片一開有菱形縫隙一，所述輻射片二開有菱形縫隙二，所述輻射片三開有菱形縫隙三；所述介質板一與介質板二緊貼連接，三個螺絲穿過所述介質板一和介質板二通過三個支柱與所述介質板三分開并留有空氣間隙。

8.根據(jù)權利要求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，所述饋針一穿過所述圓形縫隙一；所述饋針二穿過所述圓形縫隙二；所述饋針三穿過所述圓形縫隙三；所述同軸線一的內導體穿過圓形縫隙四；所述同軸線二的內導體穿過圓形縫隙五；所述同軸線三的內導體穿過圓形縫隙六。

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

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

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

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