單頻帶共面波導微帶天線的製作方法

2023-06-07 02:34:16 2

專利名稱：單頻帶共面波導微帶天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線,尤其涉及一種單頻帶共面波導微帶天線。
背景技術：
隨著微波集成技術的發展和空間技術對低剖面天線的迫切需求，國際上展開了對微帶天線廣泛而深入地研究，新結構和高性能的微帶天線不斷湧現。與普通的微波天線相t匕，微帶天線具有剖面薄、體積小、結構簡單、適合用印刷電路技術大批量生產、能與載體共形，易於集成，製作簡單、易於實現雙極化等等多種優點。微帶貼片天線以其效率高、尺寸小、分析方法成熟等其它類型的天線所不具備的優勢而得到廣泛地應用。寬頻帶雙極化天線本身的多性能和工程應用要求，給研究和設計帶來了困難一方面要求天線具有較寬的頻帶、較好的增益和方向圖、良好的隔離度和交叉極化，另一方面也需要考慮成本、安裝與調試、體積、重量等因素。這兩年，寬頻帶天線的研究取得了一些新的進展。Bi Qun Wu和Kwai-Man Luk在文獻中提出了一種雙倒L型饋電的雙極化天線，實現了 65. 9%的阻抗帶寬(VSWR〈2)和低於-36dB的隔離度，有著穩定的增益和方向圖但是，該天線存在幾個缺點一是採用金屬直接成型的結構，重量較大；二是饋電線與支撐，柱之間的距離很小，該距離對阻抗帶寬影響很大，必然會增加安裝、調試、維護的成本；三是該天線兩個倒L型饋電線之間距離過大，阻抗的一致性差。
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損耗大，增益低的不足，提供一種單頻帶共面波導微帶天線。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下單頻帶共面波導微帶天線包括微帶基板、圓形輻射貼片、倒山形輻射貼片、連接傳輸線、矩形金屬輻射板、阻抗匹配輸入傳輸線；微帶基板的上表面設有圓形輻射貼片、倒山形輻射貼片、連接傳輸線、矩形金屬輻射板、阻抗匹配輸入傳輸線，圓形輻射貼片中心底部與連接傳輸線一端相連，連接傳輸線另一端與倒山形輻射貼片頂端相連，倒山形輻射貼片頂端內側壁與阻抗匹配輸入傳輸線一端相連相連，阻抗匹配輸入傳輸線另一端與微帶基板底端相連，在距阻抗匹配輸入傳輸線等距離縫隙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。所述的微帶基板為FR4材料。所述的微帶基板的長為25mm 26mm,寬為35mm 40mm。所述的圓形福射貼片的半徑為4mm 5mm。所述的倒山形福射貼片的寬度為9mm IOmm,高度為5mm 7 mm。所述的連接傳輸線的長為Imm 2mm,寬為0. 8mm 1mm。所述的矩形金屬福射板的長度為10mnTl2mm,寬度為15mnTl8mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線的長度為15mnT20mm,寬度為3mnT4mm。所述的圓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 Q。本實用新型採用矩形金屬輻射板，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是單頻帶共面波導微帶天線的結構主視圖；圖2是單頻帶共面波導微帶天線的插入損耗圖；圖3是單頻帶共面波導微帶天線在2. 55GHz時的輻射方向圖。
具體實施方式
如圖I所示，單頻帶共面波導微帶天線包括微帶基板I、圓形輻射貼片2、倒山形輻射貼片3、連接傳輸線4、矩形金屬輻射板5、阻抗匹配輸入傳輸線6 ;微帶基板I的上表面設 有圓形輻射貼片2、倒山形輻射貼片3、連接傳輸線4、矩形金屬輻射板5、阻抗匹配輸入傳輸線6，圓形輻射貼片2中心底部與連接傳輸線4 一端相連，連接傳輸線4另一端與倒山形輻射貼片3頂端相連，倒山形輻射貼片3頂端內側壁與阻抗匹配輸入傳輸線6 —端相連相連，阻抗匹配輸入傳輸線6另一端與微帶基板I底端相連，在距阻抗匹配輸入傳輸線3等距離縫隙的兩側分別設有矩形金屬輻射板5，矩形金屬輻射板5底端與微帶基板2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25mm 26mm,寬為35mm 40mm。所述的圓形福射貼片2的半徑為4mm 5mm。所述的倒山形福射貼片3的寬度為9_ IOmm,高度為5_ I mm。所述的連接傳輸線4的長為1_ 2mm,寬為0. 8mm 1mm。所述的矩形金屬福射板5的長度為10mnTl2mm,寬度為15mnTl8mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線6的長度為15mnT20mm,寬度為3mnT4mm。所述的圓形福射貼片2與阻抗匹配輸入傳輸線6採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Q。實施例I單頻帶共面波導微帶天線選擇介電常數為4的FR4材料製作微帶基板,厚度為I. 6 mm。微帶基板的長為
25.4mm,寬為38mm。圓形福射貼片的半徑為5mm。倒山形福射貼片的寬度為9mm,高度為7mm。連接傳輸線的長為2mm,寬為1mm。矩形金屬福射板的長度為IOmm,寬度為17.5mm。阻抗匹配輸入傳輸線的長度為17. 5mm,寬度為3_。圓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50Q。由圖可見，-IOdB以下的工作頻段分別為2. 3 GHz-2. 9GHz,符合WLAN頻段標準。圖3所示為單頻帶共面波導微帶天線在2. 55GHz的E面和H面方向圖，從圖中可以看出，頻率在2. 55GHz時，增益為2. 2dBi，半功率波瓣寬度為83. 9°。
權利要求1.一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於包括微帶基板(I)、圓形輻射貼片(2)、倒山形輻射貼片(3)、連接傳輸線(4)、矩形金屬輻射板(5)、阻抗匹配輸入傳輸線(6);微帶基板(I)的上表面設有圓形輻射貼片(2)、倒山形輻射貼片(3)、連接傳輸線(4)、矩形金屬福射板(5)、阻抗匹配輸入傳輸線(6),圓形福射貼片(2)中心底部與連接傳輸線(4)一端相連，連接傳輸線(4)另一端與倒山形輻射貼片(3)頂端相連，倒山形輻射貼片(3)頂端內側壁與阻抗匹配輸入傳輸線(6) —端相連相連,阻抗匹配輸入傳輸線(6)另一端與微帶基板(I)底端相連，在距阻抗匹配輸入傳輸線(3)等距離縫隙的兩側分別設有矩形金屬輻射板(5),矩形金屬福射板(5)底端與微帶基板(2)底端相連。
2.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)為FR4材料。
3.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的微帶基板(I)的長為25mm 26臟，寬為35mm 40mmn
4.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的圓形輻射貼片(2)的半徑為4mm 5mm。
5.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的倒山形輻射貼片(3)的寬度為9_ IOmm,高度為5_ 7 mm。
6.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的連接傳輸線(4)的長為Imm 2mm,寬為0. 8mm 1mm。
7.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的矩形金屬輻射板(5)的長度為10mnTl2mm,寬度為15mnTl8mm。
8.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的阻抗匹配輸入傳輸線(6)的長度為15mnT20mm,寬度為3mnT4mm。
9.如權利要求I所述的一種單頻帶共面波導微帶天線，其特徵在於所述的圓形輻射貼片(2)與阻抗匹配輸入傳輸線(6)採用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Q。
專利摘要本實用新型公開了一種單頻帶共面波導微帶天線。微帶基板的上表面設有圓形輻射貼片、倒山形輻射貼片、連接傳輸線、矩形金屬輻射板、阻抗匹配輸入傳輸線，圓形輻射貼片中心底部與連接傳輸線一端相連，連接傳輸線另一端與倒山形輻射貼片頂端相連，倒山型輻射貼片頂端內側壁與阻抗匹配輸入傳輸線一端相連相連，阻抗匹配輸入傳輸線另一端與微帶基板底端相連，在距阻抗匹配輸入傳輸線等距離縫隙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。本實用新型採用矩形金屬輻射板，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，便於集成的特點。
文檔編號H01Q1/38GK202662795SQ20122029859
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
發明者王軍鋒, 李九生, 宋美靜 申請人:中國計量學院