加载渐变折射率透镜的寄生贴片阵列天线设计
Design of Parasitic Patch Antenna Array Loaded with Gradient Refractive Index Lens
DOI: 10.12677/ja.2024.134005, PDF,    科研立项经费支持
作者: 谢尚霖, 郭敏杰*：广西民族师范学院物理与电子信息工程学院，广西 崇左
关键词: 阵列天线；寄生贴片；缺陷地结构；增益；Antenna Array； Parasitic Patch； Defected Ground Structure； Gain
摘要: 为解决无线通信领域天线增益较低、辐射距离较近的问题，本文提出了一款加载渐变折射率透镜的寄生贴片阵列天线，该阵列天线由渐变折射率透镜和一个4元寄生贴片阵列天线构成。我们首先在贴片天线接地板上刻蚀缺陷地结构以增强阵元天线的谐振能力，之后通过在贴片两侧加载额外的寄生贴片结构，阵元天线的增益和辐射特性能够得到进一步加强。最终设计得到的目标天线的−10 dB带宽为4.92~5.12 GHz，带内最大增益为8.408 dBi，具备良好的端射性能，在5G通信和室内雷达等领域具有一定的应用前景。
Abstract: In order to solve the problem of low antenna gain and short radiation distance in the field of wireless communications, a parasitic patch antenna array loaded with a gradient refractive index lens is proposed in this paper. The antenna array consists of a gradient refractive index lens and a 4-element parasitic patch antenna array. Firstly, we etch a defective ground structure on the ground plane to enhance the resonance level of the antenna element. Then, by loading additional parasitic patch structures on both sides of the patch, the gain and radiation characteristics of the antenna element can be further enhanced. The final designed target antenna has a −10 dB bandwidth of 4.92~5.12 GHz and a maximum in-band gain of 8.408 dBi. It has good end-fire performance and has certain application prospects in fields such as 5G communications and indoor radar.
文章引用：谢尚霖, 郭敏杰. 加载渐变折射率透镜的寄生贴片阵列天线设计[J]. 天线学报, 2024, 13(4): 35-42. https://doi.org/10.12677/ja.2024.134005

参考文献

[1] 王伟雄, 梁有程, 吴钦豪. 基于圆形贴片天线的阵列天线的研究与仿真[J]. 信息记录材料, 2023, 24(12): 131-133.
[2] 王相哲. 24 GHz车载雷达天线设计[D]: [硕士学位论文]. 成都: 电子科技大学, 2023.
[3] 王朝阳, 朱瑞平. 一种双极化宽带相控阵贴片天线的设计[J]. 现代雷达, 2015, 37(1): 56-58, 77.
[4] 李英均. 近场聚焦阵列天线技术研究[D]: [硕士学位论文]. 贵阳: 贵州大学, 2023.
[5] 张诚, 杨兵, 施金, 等. 基于三贴片的平面滤波贴片天线[J]. 电子设计工程, 2022, 30(1): 164-169.
[6] 赵双领, 张诚, 毛臻, 等. 1×2宽带微带贴片天线[J]. 电子与封装, 2019, 19(3): 35-37.
[7] 余海鹏. 5G毫米波双频和宽带双极化天线[D]: [硕士学位论文]. 南京: 东南大学, 2022.
[8] 孙学平, 雷娟, 范炜煌. 一种宽带圆极化贴片天线[J]. 微波学报, 2018, 34(S1): 219-221.
[9] 魏利娟. 低剖面宽带双极化天线设计[D]: [硕士学位论文]. 广州: 华南理工大学, 2022.
[10] 梁长凤. 基于多模理论的宽带圆极化贴片天线研究[D]: [博士学位论文]. 南京: 南京邮电大学, 2022.
[11] 郭蓉, 曹祥玉, 袁子东, 等. 一种新型宽带定向性贴片天线设计[J]. 物理学报, 2014, 63(24): 196-201.
[12] 刘双兵, 余建立, 崔颖. 基于超表面的双频双圆极化贴片天线设计[J]. 电子元件与材料, 2020, 39(8): 64-69, 76.
[13] 范婷婷, 张文梅. 基于超表面的四波束贴片天线[J]. 测试技术学报, 2020, 34(3): 272-276.
[14] 郝汉. 5G室内基站的超表面阵列天线设计[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安科技大学, 2022.

为你推荐