基於圓環形雙頻微帶天線的製作方法

2023-06-07 12:08:21 3

專利名稱：基於圓環形雙頻微帶天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線,尤其涉及一種基於圓環形雙頻微帶天線。
背景技術：
無線區域網(Wireless Local Area Network, WLAN)是利用無線技術實現快速接入乙太網的技術。3G通信在國內開始商用以後，各地廣泛採用3G + WLAN的混合組網策略，使得WLAN的應用非常廣泛。2009年通過的新一代無線區域網標準IEEE 802. Iln將WLAN的傳輸速率由原來的54 Mbit/s提高到300 Mbit/s，最高可達600 Mbit/s，使得WLAN的應用更具價值和前景，發展也更加 迅猛。天線作為系統最重要的設備前端，直接影響著WLAN的整體性能。ffiEE規定WLAN的工作頻段為(2. 40 2. 4835 GHz), ( 5.15 5. 35 GHz)，( 5. 725 5. 825 GHz)，這要求WLAN天線必須滿足多頻特性；從實用性和實際需求考慮，天線應實現小型化。微帶天線易於實現多頻，具有體積小、重量輕、剖面低、能與載體共型、成本低等優點，而在WLAN中廣泛採用。近年來，針對多頻和小型化出現了很多的研究方法。貼片開槽和採用雙層貼片的結構是實現雙頻最常用的兩種方法。採用貼片加載U型槽和T型槽的方法實現了雙頻，但是貼片尺寸較大。採用貼片加載環形槽，微帶線饋電的方法進行設計，天線尺寸較大且沒有覆蓋WLAN要求的頻段(5. 725 5. 825 GHz)。採用雙層貼片結構，沒有覆蓋(2.40 2. 483 5 GHz)頻段而且增加了天線的高度；對天線小型化常用的方法是在接地板和輻射貼片之間加載短路面或短路探針。以上這些方法可以很好地解決天線的多頻、小型化等要求，只是單獨使用不能有效解決實際中的多個問題。
發明內容本實用新型為了克服現有技術在無線區域網中損耗大，增益低的不足，提供一種基於圓環形雙頻微帶天線。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下基於圓環形雙頻微帶天線包括微帶基板、圓環形型輻射貼片、半圓環形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、耦合微帶連接線、金屬接地板；微帶基板的上表面設有圓環形型輻射貼片、半圓環形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、耦合微帶連接線，圓環形型輻射貼片中心底部通過耦合微帶連接線與半圓環形輻射貼片相連，圓環形型輻射貼片底部與阻抗匹配輸入傳輸線一端相連，阻抗匹配輸入傳輸線另一端與微帶基板底端相連，微帶基板下表面設有金屬接地板。所述的微帶基板為FR4材料。所述的微帶基板的長為25mm 30mm,寬為35mm 42mm。所述的圓環形型福射貼片的外環半徑為IOmm 15mm,內環半徑為8mm 10mm。所述的半圓環形福射貼片的外環半徑為7mm 9_。所述的阻抗匹配輸入傳輸線的長為IOmm 13mm,寬為2mnT3mm。所述的圓環形型福射貼片與阻抗匹配輸入傳輸線採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。所述的稱合微帶連接線的長為2mnT3mm,寬為O. 5mnTlmm。所述的矩形金屬接地板(6)的長度為23mnT25mm,寬度為5mnT8mm。本實用新型採用圓環、半圓環技術，並且微帶基板使用FR4材料，具有增益高，損耗低，成本低，交叉極化特性和輻射特性好，結構簡單，便於集成。

圖I是基於圓環形雙頻微帶天線的結構主視圖；圖2是基於圓環形雙頻微帶天線的結構後視圖圖3是基於圓環形雙頻微帶天線的插入損耗圖；圖4是基於圓環形雙頻微帶天線在2. 4GHz時的福射方向圖；圖5是基於圓環形雙頻微帶天線在5. 8GHz時的福射方向圖。
具體實施方式
如圖I所示，基於圓環形雙頻微帶天線包括微帶基板I、圓環形型輻射貼片2、半圓環形輻射貼片3、阻抗匹配輸入傳輸線4、耦合微帶連接線5、金屬接地板6 ;微帶基板I的上表面設有圓環形型輻射貼片2、半圓環形輻射貼片3、阻抗匹配輸入傳輸線4、耦合微帶連接線5，圓環形型輻射貼片2中心底部通過耦合微帶連接線5與半圓環形輻射貼片3相連，圓環形型輻射貼片2底部與阻抗匹配輸入傳輸線4 一端相連，阻抗匹配輸入傳輸線4另一端與微帶基板I底端相連，微帶基板I下表面設有金屬接地板6。所述的微帶基板I為FR4材料。所述的微帶基板I的長為25mm 30mm,寬為35mm 42mm。所述的圓環形型福射貼片2的外環半徑為IOmm 15mm,內環半徑為8mm 10_。所述的半圓環形福射貼片3的外環半徑為7_ 9_。所述的阻抗匹配輸入傳輸線4的長為IOmm 13mm,寬為2mnT3mm。所述的圓環形型福射貼片2與阻抗匹配輸入傳輸線4採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。所述的耦合微帶連接線5的長為2mnT3mm，寬為O. 5mnTlmm。所述的矩形金屬接地板6的長度為23mnT25mm,寬度為5mnT8mm。實施例I基於圓環形雙頻微帶天線選擇介電常數為4. 4的FR4材料製作微帶基板,厚度為I mm。微帶基板的長為25mm,寬為38mm。圓環形型福射貼片的外環半徑為12mm,內環半徑為9mm。半圓環形福射貼片的外環半徑為8. 5mm,內環半徑為5. 5 mm。阻抗匹配輸入傳輸線的長為12mm,寬為2mm。圓環形型輻射貼片與阻抗匹配輸入傳輸線採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。耦合微帶連接線的長為2. 4mm,寬為1_。矩形金屬接地板的長度為25mm,寬度為7_。基於圓環形雙頻微帶天線的各項性能指標採用CST軟體進行測試，所得的插入損耗曲線如附圖3。由圖可見，-IOdB以下的工作頻段分別為2. 12 GHz -3. 05GHz、5. 33GHz_6. 05GHz,中心頻率分別在2. 4 GHz,5. 8GHz,符合WLAN頻段標準。圖4_5所示為基於圓環形雙頻微帶天線在2. 4GHz和5. 8 GHz時的E面和H面方向圖，從圖中可以看出，頻率在2. 2GHz時，增益為5. 3dBi，半功率波瓣寬度為82. 9°，頻率在5. 8GHz時，增益為4. 4dBi，半功率波瓣寬度為51.4°。
權利要求1.一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於包括微帶基板(I)、圓環形型輻射貼片(2)、半圓環形輻射貼片(3)、阻抗匹配輸入傳輸線(4)、耦合微帶連接線(5)、金屬接地板(6);微帶基板(I)的上表面設有圓環形型輻射貼片(2)、半圓環形輻射貼片(3)、阻抗匹配輸入傳輸線(4)、耦合微帶連接線(5)，圓環形型輻射貼片(2)中心底部通過耦合微帶連接線(5)與半圓環形輻射貼片(3)相連，圓環形型輻射貼片(2)底部與阻抗匹配輸入傳輸線(4) 一端相連，阻抗匹配輸入傳輸線(4)另一端與微帶基板(I)底端相連，微帶基板(I)下表面設有金屬接地板(6)。
2.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)為FR4材料。
3.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)的長為25mm 3Ctam,寬為35mm 42臟。
4.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的圓環形型輻射貼片(2)的外環半徑為IOmm 15mm,內環半徑為8mm 10mm。
5.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的半圓環形輻射貼片(3)的外環半徑為7mm 9mm。
6.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的阻抗匹配輸入傳輸線(4)的長為IOmm 13mm,寬為2臟 3_。
7.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的圓環形型輻射貼片(2)與阻抗匹配輸入傳輸線(4)採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Q。
8.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的耦合微帶連接線(5)的長為寬為0. 5mnTlmm。
9.如權利要求I所述的一種基於圓環形雙頻微帶天線，其特徵在於所述的矩形金屬接地板(6)的長度為23mm 25mm,寬度為5mm 8mm。
專利摘要本實用新型公開了一種基於圓環形雙頻微帶天線。它包括微帶基板、圓環形型輻射貼片、半圓環形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、耦合微帶連接線、金屬接地板；微帶基板的上表面設有圓環形型輻射貼片、半圓環形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、耦合微帶連接線，圓環形型輻射貼片中心底部通過耦合微帶連接線與半圓環形輻射貼片相連，圓環形型輻射貼片底部與阻抗匹配輸入傳輸線一端相連，阻抗匹配輸入傳輸線另一端與微帶基板底端相連，微帶基板下表面設有金屬接地板。本實用新型採用圓環、半圓環技術，並且微帶基板使用FR4材料，具有增益高，損耗低，成本低，交叉極化特性和輻射特性好，結構簡單，便於集成。
文檔編號H01Q1/38GK202585733SQ20122025241
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者陳順, 李九生, 宋美靜 申請人:中國計量學院