基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線的製作方法

2023-11-04 05:11:47 2

專利名稱：基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線的製作方法
技術領域：
基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線技術領域[0001 ] 本實用新型涉及天線，尤其涉及一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線。技術背景[0002]微帶天線由於具有剖面低、重量輕、體積小、易於共形和批量生產等優點，廣泛應用於測量和通訊各個領域。但微帶天線有其固有缺陷，即其阻抗帶寬較窄，典型的頻帶寬度從百分之零點幾到百分之幾，所以微帶天線的窄頻帶特性成了限制其應用的主要障礙，因此展寬微帶天線的帶寬具有十分重要的意義。[0003]微帶天線的頻帶一般都比較窄，普通的微帶貼片天線僅為O. 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。發明內容[0004]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，提供一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線。[0005]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下[0006]基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線包括微帶基板、七邊形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬輻射板；微帶基板的上表面設有七邊形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬輻射板，七邊形輻射貼片頂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，距阻抗匹配輸入傳輸線O. 5mnTlmm距離的兩側分別設有矩形金屬輻射板，矩形金屬輻射板底端與微帶基板底端相連。[0007]所述的微帶基板為FR4材料。所述的微帶基板的長為40mm 45mm,寬為40mm 42mm。所述 的七邊形輻射貼片的邊長相等，邊長為10mnTl2mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線的寬為4mm 5mm,長度為10 mm 12 mm。所述的七邊形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。所述的矩形金屬輻射板的長度為15mnTl8mm，寬度為 10mm 12mm。[0008]本實用新型採用簡單七邊形金屬輻射板產生超寬帶天線，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。


[0009]圖I是基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線的結構主視圖；[0010]圖2是基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線的插入損耗圖；[0011]圖3是基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線在3GHz時的輻射方向圖；[0012]圖4是基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線在5. SGHz時的輻射方向圖；[0013]圖5是基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線在IlGHz時的輻射方向圖。
具體實施方式
[0014]如圖I所示，基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線包括微帶基板I、七邊形輻射貼片2、阻抗匹配輸入傳輸線3、矩形金屬輻射板4 ;微帶基板I的上表面設有七邊形輻射貼片2、 阻抗匹配輸入傳輸線3、矩形金屬輻射板4，七邊形輻射貼片2頂部與阻抗匹配輸入傳輸線 3 一端相連，阻抗匹配輸入傳輸線3另一端與微帶基板I底端相連，距阻抗匹配輸入傳輸線 3 O. 5mnTlmm距離的兩側分別設有矩形金屬福射板4,矩形金屬福射板4底端與微帶基板2 底端相連。[0015]所述的微帶基板I為FR4材料。所述的微帶基板I的長為40mm 45mm,寬為 40mm 42mm。所述的七邊形福射貼片2的邊長相等,邊長為10mnTl2mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線3的寬為4_ 5mm,長度為10 mm 12 mm。所述的七邊形福射貼片2與阻抗匹配輸入傳輸線3採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。所述的矩形金屬輻射板4的長度為寬度為10mm 12mm。[0016]實施例I[0017]基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線[0018]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 40mm,寬為40mm。七邊形福射貼片的邊長相等,邊長為16. 3mm。阻抗匹配輸入傳輸線的寬為 5_，長度為11_。七邊形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50Ω。矩形金屬福射板的長度為16. 7mm,寬度為10mm。基於七邊形貼片的超寬帶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2。由圖可見，-IOdB 以下的工作頻段分別為2.96 GHz -11. 68GHz，符合超寬帶微帶天線的要求。圖3_5所示為基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線在3. 5GHz、5. 8 GHz和IlGHz時的E面和H面方向圖，從圖中可以看出，頻率在3GHz時，增益為2. 2dBi，半功率波瓣寬度為82. V，頻率在5.8GHz 時，增益為3. 7dBi，半功率波瓣寬度為62. 4°，頻率在IlGHz時，增益為2. 9dBi，半功率波瓣寬度為41. 8°。
權利要求1.一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於包括微帶基板(I)、七邊形輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入傳輸線(3)、矩形金屬輻射板(4);微帶基板(I)的上表面設有七邊形輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入傳輸線(3)、矩形金屬輻射板(4)，七邊形輻射貼片(2)頂部與阻抗匹配輸入傳輸線(3 ) 一端相連，阻抗匹配輸入傳輸線(3 )另一端與微帶基板(I)底端相連，距阻抗匹配輸入傳輸線(3) O. 5mnTlmm距離的兩側分別設有矩形金屬輻射板(4)， 矩形金屬福射板(4)底端與微帶基板(2)底端相連。
2.如權利要求I所述的一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)為FR4材料。
3.如權利要求I所述的一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)的長為40mm 45mm,寬為40mm 42mm。
4.如權利要求I所述的一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於所述的七邊形輻射貼片(2)的邊長相等，邊長為10mnTl2mm。
5.如權利要求I所述的一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於所述的阻抗匹配輸入傳輸線(3)的寬為4mm 5mm,長度為10 mm 12 mm。
6.如權利要求I所述的一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於所述的七邊形輻射貼片(2)與阻抗匹配輸入傳輸線(3)採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。
7.如權利要求I所述的一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線，其特徵在於所述的矩形金屬福射板(4)的長度為15mnTl8mm,寬度為10mnTl2mm。
專利摘要本實用新型公開了一種基於七邊形貼片的超寬帶微帶天線。它包括包括微帶基板、七邊形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬輻射板；微帶基板的上表面設有七邊形輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬輻射板，七邊形輻射貼片頂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，距阻抗匹配輸入傳輸線0.5mm~1mm距離的兩側分別設有矩形金屬輻射板，矩形金屬輻射板底端與微帶基板底端相連。本實用新型採用七邊形金屬輻射板產生超寬的頻帶，可以工作在三個頻帶內，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H01Q1/50GK202662781SQ201220252410
公開日2013年1月9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