低耦合微帶天線的製作方法

2023-05-30 02:44:41

本發明涉及一種天線，具體涉及一種低耦合微帶天線。

背景技術：

由於無線通信的不斷發展，攜帶式移動終端設備日趨小型化，對於無線收發裝置，例如，行動電話、藍牙設備或是筆記型計算機等等，天線都是其中的重要組件，因此，天線的質量對無線傳輸及接收發射質量，有著相當大的影響。

近年來，微帶天線因其體積小，易與PCB板集成一體，不需機械結構或其它連接器，提高無線傳輸的可靠度，已廣泛應用於民用、軍事等無線設備中，微帶天線已成為傳輸或接收發射數據及信息的重要裝置。

對於單個微帶天線，由於對小型化的高要求，其增益難以滿足實際的需求，通常採用由多個微帶天線構成的陣列天線來完成高的增益，同時，小型化勢必導致陣列天線的多個天線之間距離減小，由此又產生天線之間的相互耦合問題，因為耦合會導致天線方向圖畸變，天線性能及通信容量下降，尤其是大型天線陣。如何減小天線之間的耦合是無線收發設備急需解決的問題。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的在於：提供一種低耦合微帶天線，減小天線耦合，提高無線收發設備的信息傳輸質量。

本發明為解決其技術問題所採用的技術方案為：

所述低耦合微帶天線，包括第一金屬貼片、第二金屬貼片、第三金屬貼片、第一絕緣基板、第二絕緣基板、第一微帶饋線、第二微帶饋線和金屬地板，所述第一金屬貼片和第一微帶饋線為一組，所述第二金屬貼片和第二微帶饋線為一組，兩組相對夾設於第一絕緣基板和第二絕緣基板之間，其中，第一、二金屬貼片之間的距離小於第一、二微帶饋線之間的距離；所述第三金屬貼片平行設於第一絕緣基板遠離第二絕緣基板一側表面，所述金屬地板平行設於第二絕緣基板遠離第一絕緣基板一側表面，金屬地板上刻有H型縫隙，所述第三金屬貼片與H型縫隙兩條平行縫隙之間的橫向縫隙平行設置。

本發明為金屬地板添加H型縫隙，改變了金屬地板上的電流方向，H型縫隙相比一條直線縫隙等效延長了縫隙的長度，也等效延長了金屬地板上電流的長度，因此等效為延長了第一、二金屬貼片之間的間隔，因而抑制耦合。同時利用第三金屬貼片作為寄生輻射單元減小了第一、二金屬貼片之間的表面波，由此增強了天線減小耦合的能力。第三金屬貼片與H型縫隙構成的結構等效一個電感與電容並聯電路，這個並聯電路就是一個帶阻濾波器電路，電感取決於第三金屬貼片的大小、電容取決於H型縫隙大小、第三金屬貼片的面積、介質的介電常數和介質厚度，當阻帶中心與第一、二金屬貼片工作頻率重合時，抑制第一、二金屬貼片之間的耦合。本發明的優勢在於在第一、二金屬貼片之間合理設計了一個帶阻濾波器，用於減小互耦，加工製造簡單，便於與印製電路板集成，抑制耦合效果明顯，適用於無線收發設備，可顯著提高信息傳輸質量。

其中，優選方案為：

所述第三金屬貼片為矩形貼片，其長度設為26mm，寬度設為4mm；所述第一金屬貼片和第二金屬貼片為形狀相同的矩形貼片，第一金屬貼片長度設為21mm，寬度設為14mm；第二金屬貼片長度設為21mm，寬度設為14mm；所述第一、二微帶饋線尺寸相同，長度設為12mm，寬度設為3mm。

所述第一絕緣基板和第二絕緣基板的介電常數分別為2.2和2.55，其中，第一絕緣基板厚度為1.1mm，第二絕緣基板厚度為1.56mm。

所述H型縫隙的兩條平行縫隙長度小於另一條縫隙長度，另一條縫隙垂直於第一、二微帶饋線設置，比一條縫隙，H型縫隙延長了縫隙的長度，也即延長了金屬地板上的電流路徑，因此等效延長了天線之間的間隔，同時H型縫隙與第三金屬貼片在第一、二金屬貼片之間形成了一個帶阻濾波器，阻止第一、二金屬貼片之間的耦合，H型縫隙結構對稱且簡單，便於加工。

所述第一、二、三金屬貼片採用銅片，所述第一、二微帶饋線採用銅條，所述金屬地板採用銅層。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明為一種雙層絕緣基板的陣列天線，為金屬地板添加了H型縫隙，改變了金屬地板上的電流方向，延長了電流的流動路徑，改善了近場及遠場耦合，同時利用第三金屬貼片作為寄生輻射單元減小了第一、二金屬貼片之間的表面波，由此增強了天線減小耦合的能力，用於無線收發設備，可顯著提高信息傳輸質量。

附圖說明

圖1是實施例1立體圖。

圖2是實施例1俯視圖。

圖3是第三金屬貼片位置圖。

圖4是第一、二金屬貼片與第一、二微帶饋線位置圖。

圖5是金屬地板結構圖。

圖中：1、第一金屬貼片；2、第二金屬貼片；3、第三金屬貼片；4、第一絕緣基板；5、第二絕緣基板；6、第一微帶饋線；7、第二微帶饋線；8、金屬地板；9、H型縫隙。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施例做進一步描述：

實施例1：

如圖1-5所示，本發明所述低耦合微帶天線，包括第一金屬貼片1、第二金屬貼片2、第三金屬貼片3、第一絕緣基板4、第二絕緣基板5、第一微帶饋線6、第二微帶饋線7和金屬地板8，所述第一金屬貼片1和第一微帶饋線6為一組，所述第二金屬貼片2和第二微帶饋線7為一組，兩組相對夾設於第一絕緣基板4和第二絕緣基板5之間，其中，第一、二金屬貼片之間的距離小於第一、二微帶饋線之間的距離；所述第三金屬貼片3平行設於第一絕緣基板4遠離第二絕緣基板5一側表面，所述金屬地板8平行設於第二絕緣基板5遠離第一絕緣基板4一側表面，金屬地板8上刻有H型縫隙9，所述第三金屬貼片3與H型縫隙9兩條平行縫隙之間的橫向縫隙平行設置。

其中，第三金屬貼片3為矩形貼片，其長度設為26mm，寬度設為4mm；所述第一金屬貼片1和第二金屬貼片2也設為矩形貼片，第一金屬貼片1長度設為21mm，寬度設為14mm；第二金屬貼片2長度設為21mm，寬度設為14mm；所述第一微帶饋線6長度設為12mm，寬度設為3mm；所述第二微帶饋線7的長度設為12mm，寬度設為3mm；第一絕緣基板4和第二絕緣基板5的介電常數分別為2.2和2.55，其中，第一絕緣基板4厚度為1.1mm，第二絕緣基板5厚度為1.56mm；H型縫隙9的兩條平行縫隙長度小於另一條縫隙長度，另一條縫隙垂直於第一、二微帶饋線設置，H型縫隙9的兩條平行縫隙長度1mm，寬度6mm，H型縫隙9兩條平行縫隙之間的橫向縫隙長度55mm，寬度1mm,前述各部件的長度方向和寬度方向均一致，長度方向與H型縫隙9的橫向縫隙長邊同向，即圖1-5中箭頭所指方向，寬度方向與H型縫隙9的兩條平行縫隙長邊同向，H型縫隙9相比一條縫隙延長了縫隙的長度，也即延長了金屬地板8上的電流路徑，因此等效延長了第一、二金屬貼片之間的間隔，同時H型縫隙9與第三金屬貼片3在第一、二金屬貼片之間形成了一個帶阻濾波器，阻止第一、二金屬貼片之間的耦合；第一、二、三金屬貼片採用銅片，所述第一、二微帶饋線採用銅條，所述金屬地板8採用銅層。

本發明為金屬地板8添加H型縫隙9，改變了金屬地板8上的電流方向，H型縫隙9相比一條直線縫隙等效延長了縫隙的長度，也等效延長了金屬地板8上電流的長度，因此等效為延長了第一、二金屬貼片之間的間隔，因而抑制耦合，同時利用第三金屬貼片3作為寄生輻射單元減小了第一、二金屬貼片之間的表面波，由此增強了天線減小耦合的能力。第三金屬貼片3與H型縫隙9構成的結構等效一個電感與電容並聯電路，這個並聯電路就是一個帶阻濾波器電路，電感取決於第三金屬貼片3的大小，電容取決於H型縫隙9大小、第三金屬貼片3的面積、介質的介電常數和介質厚度，當阻帶中心與第一、二金屬貼片工作頻率重合時，抑制第一、二金屬貼片之間的耦合。本發明的優勢在於在第一、二金屬貼片之間合理設計了一個帶阻濾波器，用於減小互耦，加工製造簡單，便於與印製電路板集成，抑制耦合效果明顯，適用於無線收發設備，可顯著提高信息傳輸質量。