基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106654544A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201510746054.7(22)申请日2015.11.03(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人车文荃金华燕杨琬琛范冲杨亚洋(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人马鲁晋(51)Int.Cl.H01Q1/38(2006.01)H01Q13/08(2006.01)H01Q1/48(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线(57)摘要本发明公开了一种基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线。所述矩形贴片天线印制在介质基板的上表面中心，天线采用插入馈电方式通过馈电微带线进行馈电，所述馈电微带线与矩形贴片天线的辐射边垂直，馈电微带线的另一端与GSG结构相连，所述GSG结构位于介质基板的边缘，寄生金属条带与矩形贴片天线的非辐射边平行并关于馈电微带线所在直线对称，矩形贴片天线的另一个辐射边外侧设置一端接地的寄生贴片，该寄生贴片通过接地金属柱接地，介质基板的底部设置金属地板。本发明的天线在增大增益的同时，保留了天线结构的紧凑性。本发明的天线加工容易，成本较小，可以大规模生产。CN106654544ACN106654544A权利要求书1/1页1.一种基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线，其特征在于，包括矩形贴片天线[1]、馈电微带线[2]、一端接地的寄生贴片[3]、寄生金属条带[4]、接地金属柱[5]、介质基板[6]、探针测量所需的GSG结构[7]和金属地板[8]；矩形贴片天线[1]印制在介质基板[6]的上表面中心，该天线采用插入馈电方式通过馈电微带线[2]进行馈电，所述馈电微带线[2]与矩形贴片天线[1]的辐射边垂直，该馈电微带线的另一端与GSG结构[7]相连，所述GSG结构[7]位于介质基板[6]的边缘，寄生金属条带[4]与矩形贴片天线[1]的非辐射边平行并关于馈电微带线[2]所在直线对称，矩形贴片天线[1]的另一个辐射边外侧设置一端接地的寄生贴片[3]，该寄生贴片[3]通过接地金属柱[5]接地，介质基板[6]的底部设置金属地板[8]。2.根据权利要求1所述的基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线，其特征在于，所述寄生金属条带[4]的数量为偶数个。3.根据权利要求2所述的基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线，其特征在于，所述寄生金属条带[4]的数量为4。4.根据权利要求1或2所述的基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线，其特征在于，介质基板[6]是半导体材料，通过在衬底材料上生长半导体晶体形成，其介电常数εr为6.5～11.9，厚度H为0.01λ～0.1λ，其中λ为自由空间波长。5.根据权利要求1或2所述的基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线，其特征在于，矩形贴片天线[1]的长L为0.43λg～0.47λg，宽W为0.55λg～0.85λg，其中λg为介质基板[6]的介质有效波长；一端接地的寄生贴片[3]的长L2为0.19λg～0.26λg，宽W2为0.55λg～0.85λg，寄生金属条带[4]的长L1为0.45λg～0.52λg，宽W1为0.05λg～0.08λg。6.根据权利要求1或2所述的基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线，其特征在于，矩形贴片天线[1]和一端接地的寄生贴片[3]之间的缝隙宽度G1为0.07λg～0.14λg，矩形贴片天线[1]和寄生金属条带[4]之间的缝隙宽度G2为0.02λg～0.04λg，相邻两条矩形金属条带[4]之间的缝隙宽度G3为0.02λg～0.04λg。2CN106654544A说明书1/5页基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线技术领域[0001]本发明涉及一种微带天线，特别是一种基于GaN加工工艺的寄生贴片加载型高增益微带天线。背景技术[0002]基于GaN加工工艺的天线易于与MMIC电路集成，可提高系统的集成度，从而减小芯片的整体尺寸及加工成本，因此成为近年来微波领域的研究热点之一。由于GaN加工工艺中衬底材料大部分是硅，硅的介电常数εr＝11.9，损耗角正切tanδ＝0.015。在微波天线设计中，天线所在基板的介电常数越低，天线的辐射性能越好，高介电常数不利于天线的辐射，再加上硅的损耗较大，很难得到较高的增益值。此外，GaN加工工艺中基板的厚度很薄，也不利于天线辐射。[0003]由上可知，现有技术中较少涉及提高基于GaN加工工艺的微带天线增益的方法，通常使用的加载寄生贴片的方法会增大天线尺寸。发明内容[0004]本发明所解决的技