一種微帶縫隙天線的製作方法
2023-05-20 00:56:11 3
專利名稱：一種微帶縫隙天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及微帶天線，特別涉及一種偶極子微帶縫隙天線。
背景技術：
偶極子天線是一種應用非常廣泛的天線，偶極子天線結構如圖1所示，由兩根導體組成，每根為λ/2 (λ為波長)，即天線總長度為半波長(λ/2)，所以偶極子天線又叫半波振子天線，或稱為半波偶極子天線。微帶縫隙天線可以看成是一種微帶振子天線，其結構如圖2、圖3和圖4所不。在兩面都有金屬箔的介質基板I正面金屬箔11上開一縫隙10構成天線的輻射單元，縫隙10相當於半波偶極子。利用介質基板背面的金屬箔形成微帶線12，相當於饋線，作為天線的輸入網絡。縫隙長為2k，2k= λ/2，縫隙寬度為W，並且2k >>W。基板I背面的微帶線12與基板I正面的縫隙10垂直，並位於縫隙的垂直平分線OP上，其端部伸入縫隙10中，為微帶線的開路端。微帶縫隙天線的基本原理:縫隙相當於λ/2的偶極子天線，其諧振於該頻率，對外輻射電磁波。微帶線一端輸入電磁波，開路端與縫隙進行電磁耦合，微帶線就是天線的輸入匹配網絡。微帶線輸入的電磁波能量通過耦合進入縫隙，縫隙由於諧振將電磁波能量向空間輻射。半波偶極子天線的輸入阻抗為73歐姆，與之互補的縫隙天線的輸入阻抗為486歐姆，而一般同軸線的輸入阻抗為50歐姆。由於偶極子縫隙天線的輸入阻抗很大，所以很難實現縫隙天線和50歐姆系統(通信系統中多數電纜都是50歐姆)的寬頻帶匹配，一般微帶縫隙天線工作頻帶很窄，通常相對帶寬只有3%左右，不能滿足現代通信技術要求。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，就是針對現有技術微帶縫隙天線帶寬窄的缺點，提供一種微帶縫隙天線，通過對現有技術的改進，提高天線帶寬。本實用新型解決所述技術問題，採用的技術方案是，一種微帶縫隙天線，包括基板正面的輻射單元和基板背面的微帶線，所述輻射單元由基板正面金屬箔上的縫隙構成，所述縫隙基本上成矩形，其長度遠遠大於寬度，所述微帶線與所述縫隙垂直，所述微帶線位於縫隙的垂直平分線上，其端部伸入縫隙中，其特徵在於，所述微帶線端部在縫隙中膨脹成矩形條。進一步的，所述基板正面金屬箔成對稱結構，縫隙的垂直平分線與基板正面金屬箔的對稱軸重合。優選的，所述微帶線成對稱結構，其對稱軸與基板正面金屬箔的對稱軸重合。更進一步的，所述矩形條兩端與縫隙兩端之間有間隙。本實用新型的有益效果是，加強了微帶線與輻射單元的耦合，改善了饋線與縫隙的匹配，為適當增加縫隙的寬度創造了條件。而增加縫隙的寬度，相當於加粗了半波振子的直徑，進而能夠增加天線帶寬、降低天線的輸入阻抗。微帶縫隙天線通過上述改進後，工作頻率範圍大大的增加，實踐表明這種天線的工作頻率的相對帶寬可以達到20%左右。
圖1是半波偶極子天線結構示意圖；圖2是現有技術微帶縫隙天線的結構示意圖；圖3是圖2的後視圖；圖4是圖2的仰視圖；圖5是實施例的結構示意圖；圖6是圖5的後視圖；圖7是圖5的仰視圖。上述附圖中，圖2、圖3和圖5、圖6中的虛線，均表示背面的圖形，在對應的附圖中不可見。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術方案。本實用新型通過改進微帶線與輻射單元的耦合，增加縫隙的寬度，降低了天線的輸入阻抗，容易實現縫隙和饋線的寬帶匹配。微帶線開路端(伸入縫隙中的微帶線端部)，在縫隙中膨脹成矩形條，增加了微帶線與縫隙的耦合面，加強了微帶線與縫隙的耦合，改善了饋線與縫隙的匹配，為增加縫隙的寬度創造了條件。實施例本例微帶縫隙天線結構參見圖5、圖6和圖7，包括基板I正面的輻射單元10和基板I背面的微帶線12。輻射單元10由基板I正面金屬箔11上的縫隙10構成，基板I正面金屬箔11成對稱結構，其對稱軸為0P。縫隙10的垂直平分線(也是縫隙10的對稱軸)與基板I正面金屬箔11的對稱軸OP重合。本例縫隙長度為2k= λ /2遠遠大於其寬度W，如圖5所示。本例微帶線12也是對稱結構，其對稱軸與基板正面金屬箔11的對稱軸OP重合。本例微帶線12端部在縫隙中膨脹成矩形條，增加了與縫隙的耦合面積，微帶線12端部形成T型頭結構，如圖6所示。為了降低對縫隙10輻射性能的影響，T型頭(位於縫隙10中的矩形條)與縫隙兩端有一定的間隙，矩形條兩端不能與縫隙10的兩端接觸，同樣的道理，矩形條寬度也不能大於縫隙10的寬度W，以保證T型頭與縫隙10之間有一定的間隙，參見圖5和圖6。本例微帶線12與縫隙10垂直，並位於縫隙10的垂直平分線上，其端部的T型頭結構伸入縫隙10中，大大增加了與縫隙10的耦合面積，加強了微帶線與縫隙10的耦合，改善了微帶線12與縫隙10的匹配。所以本例微帶縫隙天線縫隙10的寬度做得比較大，相當於加粗了半波振子的直徑，進而能夠增加帶寬、降低天線的輸入阻抗。微帶縫隙天線通過這樣的改進後，工作頻率範圍大大的增加，相對帶寬可以達到20%左右。本例微帶縫隙天線，可以通過調整微帶線T型頭的位置和大小，以及縫隙10的寬度W，調整天線的耦合匹配、帶寬等參數。
權利要求1.一種微帶縫隙天線，包括基板正面的輻射單元和基板背面的微帶線，所述輻射單元由基板正面金屬箔上的縫隙構成，所述縫隙基本上成矩形，其長度遠遠大於寬度，所述微帶線與所述縫隙垂直，所述微帶線位於縫隙的垂直平分線上，其端部伸入縫隙中，其特徵在於，所述微帶線端部在縫隙中膨脹成矩形條。
2.根據權利要求1所述的一種微帶縫隙天線，其特徵在於，所述基板正面金屬箔成對稱結構，縫隙的垂直平分線與基板正面金屬箔的對稱軸重合。
3.根據權利要求1或2所述的一種微帶縫隙天線，其特徵在於，所述微帶線成對稱結構，其對稱軸與基板正面金屬箔的對稱軸重合。
4.根據權利要求3所述的一種微帶縫隙天線，其特徵在於，所述矩形條兩端與縫隙兩端之間有間隙。
專利摘要本實用新型涉及偶極子微帶縫隙天線。本實用新型針對現有技術微帶縫隙天線帶寬窄的缺點，公開了一種微帶縫隙天線，通過對現有技術的改進，提高天線帶寬。本實用新型的技術方案是，一種微帶縫隙天線，包括基板正面的輻射單元和基板背面的微帶線，所述輻射單元由基板正面金屬箔上的縫隙構成，所述縫隙基本上成矩形，其長度遠遠大於寬度，所述微帶線與所述縫隙垂直，所述微帶線位於縫隙的垂直平分線上，其端部伸入縫隙中，所述微帶線端部在縫隙中膨脹成矩形條。本實用新型加強了微帶線與輻射單元的耦合，改善了饋線與縫隙的匹配。
文檔編號H01Q1/38GK202957346SQ20122070503
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者夏運強 申請人:成都信息工程學院