菱形共面多頻微帶天線的製作方法

2023-06-07 02:40:11

專利名稱：菱形共面多頻微帶天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線，尤其涉及一種菱形共面多頻微帶天線。
背景技術：
微帶天線具有體積小、重量輕、易饋電、易與載體共形等優點，廣泛應用於測量和通信各個領域。但是，微帶天線的窄頻帶特性在很多方面限制了它的廣泛應用，因此展寬微帶天線的帶寬具有十分重要的意義。微帶天線的頻帶一般都比較窄，普通的微帶貼片天線僅為0.59Γ3%，因此限制了微帶天線在工程 上的實際應用。通過選擇合適的基板、改變天線的形狀、尺寸、採用各種饋電技術、阻抗匹配技術等，可以有效展寬頻帶近年來，人們在展寬微帶天線的帶寬方面做了很多的研究增大基板厚度，降低介電常數；採用電磁耦合多諧振來擴展帶寬的方式，採用縫隙耦合饋電的方式，採用多層結構。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現有技術在無線區域網中頻帶窄、損耗大的不足，提供一種菱形共面多頻微帶天線。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下菱形共面多頻微帶天線包括微帶基板、菱形輻射環、阻抗匹配輸入微帶線、鏤空箭頭輻射金屬板；微帶基板上表面設有菱形輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線和鏤空箭頭輻射金屬板，鏤空箭頭輻射金屬板內設有菱形輻射環、阻抗匹配輸入微帶線，菱形輻射貼片的底端與阻抗匹配輸入微帶線一端相連，阻抗匹配輸入微帶線另一端與微帶基板的底端相連，鏤空箭頭輻射金屬板兩底端分別與微帶基板底端相連。所述的微帶基板為FR4材料。所述的微帶基板的長為49mm 51mm,寬為49mm 51mm。所述的菱形福射貼片的四邊邊長相等，長度均為12mm 14mm,貼片寬為O. 5mm Imm0所述的阻抗匹配輸入微帶線與輻射貼片採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。所述的阻抗匹配輸入微帶線的寬度為3_ 4_。所述的鏤空箭頭輻射金屬板為菱形和兩矩形複合結構，菱形的四邊邊長相等，長度均為29mm 30mm,寬度為3mm 5mm ;矩形的長度為3mm 5mm,寬度為I Imm 13mm,兩矩形與阻抗匹配輸入微帶線的間距均為O. 3mm O. 5_。本實用新型工作頻帶內具有穩定的輻射特性、損耗低、成本低，結構簡單、易於製作。


圖I是菱形共面多頻微帶天線的結構示意圖；圖2是菱形共面多頻微帶天線插入損耗曲線圖；圖3是菱形共面多頻微帶天線在3. 5GHz時的福射方向圖；圖4是菱形共面多頻微帶天線在5. 2GHz時的輻射方向圖；圖5是菱形共面多頻微帶天線在5. 5GHz時的福射方向圖。
具體實施方式
菱形共面多頻微帶天線包括微帶基板I、菱形輻射環2、阻抗匹配輸入微帶線3、鏤空箭頭輻射金屬板4 ;微帶基板I上表面設有菱形輻射貼片2、阻抗匹配輸入微帶線3和鏤空箭頭輻射金屬板4，鏤空箭頭輻射金屬板4內設有菱形輻射環2、阻抗匹配輸入微帶線3，菱形輻射貼片2的底端與阻抗匹配輸入微帶線3 —端相連，阻抗匹配輸入微帶線3另一端與微帶基板I的底端相連，鏤空箭頭輻射金屬板4兩底端分別與微帶基板I底端相連。所述的微帶基板I為FR4材料。所述的微帶基板I的長為49mm 51mm,寬為49mm 51mm。所述的菱形福射貼片2的四邊邊長相等,長度均為12mm 14mm,貼片寬為
O.5mm 1_。所述的阻抗匹配輸入微帶線3與福射貼片2採用微帶線饋電連接,特性阻抗為50 Ω。所述的阻抗匹配輸入微帶線3的寬度為3_ 4_。所述的鏤空箭頭福射金屬板4為菱形和兩矩形複合結構，菱形的四邊邊長相等，長度均為29mm 30mm，寬度為3mm 5mm ;矩形的長度為3mm 5mm,寬度為Ilmm 13mm,兩矩形與阻抗匹配輸入微帶線3的間 距均為O. 3謹 O. 5謹。實施例I菱形共面多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. 6mm。微帶基板的長為50mm,寬為50mm。菱形福射貼片的四邊邊長相等,長度均為13mm,貼片寬為O. 7mm。阻抗匹配輸入微帶線與輻射貼片採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。阻抗匹配輸入微帶線的寬度為4_。鏤空箭頭輻射金屬板為菱形和矩形複合結構，菱形的四邊邊長相等，長度均為30mm,金屬板寬為4mm ;矩形的長為4mm,寬為12mm,與阻抗匹配輸入微帶線的間距為O. 4mm。運用軟體對菱形共面多頻微帶天線的插入損耗曲線和增益等輻射特性進行了仿真測量，所得的菱形共面多頻微帶天線的插入損耗曲線如圖2。由圖2可見，在3. 3Γ3. SGHz範圍內插入損耗小於-10dB，完全可以覆蓋無線區域網標準3. 5GHz段3. 30^3. SGHz的整個頻率範圍；在4. 58 5. 57GHz範圍內插入損耗小於_10dB，完全可以覆蓋無線區域網標準5. 2GHz段
5.15 5. 35GHz的整個頻率範圍和5. 5GHz段5. 25 5. 85GHz的整個頻率範圍。圖3-圖5所示為菱形共面多頻微帶天線分別在3. 5GHz,5. 2GHz、5. 5 GHz時的輻射方向圖和輻射方向圖，在頻率為3. 5GHz時的增益為3. 6dBi，半功率波瓣寬度為80. 9°，在頻率為5. 2 GHz時的增益為2. 6dBi，半功率波瓣寬度為71. 4°，在頻率為5. 5 GHz時的增益為2. 4dBi，半功率波瓣寬度為77. 3°。
權利要求1.一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於包括微帶基板(I)、菱形輻射環(2)、阻抗匹配輸入微帶線(3)、鏤空箭頭輻射金屬板(4);微帶基板(I)上表面設有菱形輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入微帶線(3)和鏤空箭頭輻射金屬板(4)，鏤空箭頭輻射金屬板(4)內設有菱形輻射環(2)、阻抗匹配輸入微帶線(3)，菱形輻射貼片(2)的底端與阻抗匹配輸入微帶線(3) —端相連，阻抗匹配輸入微帶線(3)另一端與微帶基板(I)的底端相連，鏤空箭頭輻射金屬板(4)兩底端分別與微帶基板(I)底端相連。
2.如權利要求I所述的一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)為FR4材料。
3.如權利要求I所述的一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)的長為49mm 51mm,寬為49mm 51mm。
4.如權利要求I所述的一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於所述的菱形輻射貼片(2)的四邊邊長相等，長度均為12mm 14mm,貼片寬為O.5mm 1mm。
5.如權利要求I所述的一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於所述的阻抗匹配輸入微帶線(3)與輻射貼片(2)採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。
6.如權利要求I所述的一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於所述的阻抗匹配輸入微帶線(3)的寬度為3mm 4mm。
7.如權利要求I所述的一種菱形共面多頻微帶天線，其特徵在於所述的鏤空箭頭輻射金屬板(4)為菱形和兩矩形複合結構，菱形的四邊邊長相等，長度均為29mm 30mm，寬度為3mm 5mm ;矩形的長度為3mm 5mm,寬度為Ilmm 13mm,兩矩形與阻抗匹配輸入微帶線(3)的間距均為O.3謹 O. 5謹。
專利摘要本實用新型公開了一種菱形共面多頻微帶天線。它包括微帶基板、菱形輻射環、阻抗匹配輸入微帶線、鏤空箭頭輻射金屬板；微帶基板上表面設有菱形輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線和鏤空箭頭輻射金屬板，鏤空箭頭輻射金屬板內設有菱形輻射環、阻抗匹配輸入微帶線，菱形輻射貼片的底端與阻抗匹配輸入微帶線一端相連，阻抗匹配輸入微帶線另一端與微帶基板的底端相連，鏤空箭頭輻射金屬板兩底端分別與微帶基板底端相連。本實用新型工作頻帶內具有穩定的輻射特性、損耗低、成本低，結構簡單、易於製作。
文檔編號H01Q13/08GK202662799SQ201220298609
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者徐珩, 李九生, 宋美靜 申請人:中國計量學院