小型微帶雙頻天線的製作方法

2023-07-07 17:10:31

專利名稱：小型微帶雙頻天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用於無線通信技術領域的雙頻天線，尤其是一種小型微帶雙頻天線。
背景技術：
無線通信技術發展得很快，蜂窩電話、全球定位系統(GPS)、合成孔徑雷達(SAR)、衛星通信、個人通信(GSM900/DCS1800)等領域，都需要輕重量、低輪廓、製造簡單、易共形的雙頻段的天線。微帶天線以其體積小，重量輕，低剖面，能與載體共形，易於製造，成本低，易於與有源器件和電路集成為單一的模件，便於實現圓極化、雙極化和雙頻段等優點得到日益廣泛的關注和應用。
現有技術中，為了能夠使微帶天線雙頻工作，通常可以通過以下幾種方法實現(一)採用多貼片技術；(二)採用縫隙加載技術；(三)採用集總元件加載技術。但是採用多貼片技術和集總元件加載技術都會使天線的結構變得複雜，縫隙加載作為另一種加載方式，雖然可以在單層微帶天線上實現雙頻，但是該方法需要通過大量的仿真實驗來確定縫隙的形狀和尺寸，因此需要花費大量的時間和資源。
經對現有技術的文獻檢索發現，2003年5月Zheng-weiDu等人在IEEETRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY(車載技術)，第52卷第3期發表了「ACompact Planar Inverted-F Antenna With a PBG-Type Ground Plane for MobileCommunications(一種用於移動通信中的以PBG為接地平面的倒F天線)」，在該文中提出了用PBG結構的接地平面代替傳統的金屬接地平面來設計倒F天線，通過改變介質的厚度來調節相應的工作頻帶，但是這種PBG結構的倒F天線結構比較複雜，同時它需要一個比較大的接地面，因此不利於天線的小型化設計。檢索中還發現，中國專利申請號03104907.9，專利名稱為平面式雙L型雙頻天線，專利公開號CN1525597A，該雙頻天線包括印製於介電質基板一側的第一L型的輻射體，以及印製於介電質基板另一側由接地面向外延伸並呈倒L型的第二輻射體。在該專利中是通過微帶線和共面波導方式以及接地面向外延伸分別形成輻射體，並且根據不同的工作頻率分別以各自工作頻率的四分之一波長的長度的L形微帶線來實現不同的工作頻率。但是，以這種方式實現的雙頻天線要求這兩個輻射體之間要有一定的間隔，因此使得整個雙頻天線的尺寸受到一定的限制。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中存在的不足和缺陷，提供一種小型微帶雙頻天線，使其能夠實現利用單個微帶貼片實現雙頻工作的要求，同時該雙頻天線具有體積相對較小、結構簡明、製造簡單、易共形的優點。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括天線單元、饋電埠、介質板和接地單元，天線單元為根據逆散射方法計算出來的非均勻微帶貼片，位於介質板的正面，饋電埠的芯和天線單元相接，接地單元是位於介質板背面的部分。
所述的天線單元位於介質板正面，天線單元的幾何尺寸是根據Z-S逆散射方法計算出來的，呈非均勻分布。
所述的天線單元，整體上是由電長度相等而寬度不等的非均勻微帶貼片級聯組成的，並且其總體的電長度是以1GHz為基準的波長的0.3倍。
所述的天線單元和接地單元均為導體，接地單元和饋電埠的外導體相連接。
所述的介質板為低介電常數物質。
本發明和現有技術相對照，其效果是積極和明顯的。利用逆散射法設計出來的非均勻微帶貼片天線具有相對較小的尺寸，結構簡明、易於共形，並且有效地覆蓋了移動終端的頻率要求即GSM波段(0.89GHz-0.96GHz)和DCS波段(1.71GHz-1.88GHz)。


圖1是本發明一種雙頻天線的正面結構示意2是本發明一種雙頻天線的側視結構示意3是本發明一種雙頻天線的反面結構示意4是本發明一種雙頻天線仿真的頻率特性圖
具體實施例方式
如圖1、圖2和圖3所示，本發明包括天線單元1、饋電埠3、介質板2和接地單元4，天線單元1為根據逆散射方法計算出來的非均勻微帶貼片，位於介質板2的正面，饋電埠3的芯和天線單元1相接，接地單元4是位於介質板2背面的部分。
所述的天線單元1位於介質板2正面，整個天線的幾何尺寸是根據已有改進後的Z-S逆散射方法計算出來的，呈非均勻分布，與傳統的Z-S方法相比較本發明主要採用了一階差分方程使得計算效率提高，並且提高了計算精度。
所述的天線單元1，整體上是由電長度相等而寬度不等的非均勻微帶貼片級聯組成的，並且其總體的電長度是以1GHz為基準的波長的0.3倍。
所述的天線單元1和接地單元4均為導體，接地單元4和饋電埠3的外導體相連接。本發明通過饋電埠3加上外部的信號源，使激勵信號能夠通過天線單元1向四周空間輻射出去。
所述的介質板2為低介電常數物質。
如圖4所示，本發明的頻率特性是回波損耗參數。其中橫坐標代表頻率變量，單位為GHz；縱坐標代表幅度變量，單位為dB。本發明微帶雙頻天線的工作頻帶分別是GSM波段(0.89GHz-0.96GHz)和DCS波段(1.71GHz-1.88GHz)，回波損耗參數在這兩個波段內的幅值小於-10dB。
權利要求
1.一種小型微帶雙頻天線，包括天線單元(1)、饋電埠(3)、介質板(2)和接地單元(4)，其特徵在於天線單元(1)為根據逆散射方法計算出來的非均勻微帶貼片，位於介質板(2)的正面，饋電埠(3)的芯和天線單元(1)相接，接地單元(4)是位於介質板(2)背面的部分。
2.如權利要求1所述的小型微帶雙頻天線，其特徵是，所述的天線單元(1)，其幾何尺寸是根據Z-S逆散射方法計算出來的，呈非均勻分布。
3.如權利要求1所述的小型微帶雙頻天線，其特徵是，所述的天線單元(1)整體上是由電長度相等而寬度不等的非均勻微帶貼片級聯組成的，並且其總體的電長度是以1GHz為基準的波長的0.3倍。
4.如權利要求1所述的小型微帶雙頻天線，其特徵是，所述的天線單元(1)和接地單元(4)均為導體，接地單元(4)和饋電埠(3)的外導體相連接。
全文摘要
一種小型微帶雙頻天線，用於通信技術領域。包括天線單元、饋電埠、介質板和接地單元，天線單元為根據逆散射方法計算出來的非均勻微帶貼片，位於介質板的正面。饋電埠為一個，饋電埠和非均勻貼片天線單元相接。本發明能夠有效地覆蓋移動終端的頻率要求即GSM波段(0.89GHz－0.96GHz)和DCS波段(1.71GHz－1.88GHz)，並且是一種體積相對較小、結構簡明、易共形的雙頻段天線。
文檔編號H01Q1/38GK1901281SQ200610029388
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月27日 優先權日2006年7月27日
發明者楊國敏, 金榮洪, 肖高標, 耿軍平, 丁敏, 郭憲廣 申請人:上海交通大學