陣列十字形饋電三頻帶天線的製作方法

2023-10-20 05:16:47

陣列十字形饋電三頻帶天線的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種陣列十字形饋電三頻帶天線。它包括基板、左上十字形貼片、右上十字形貼片、左下十字形貼片、右下十字形貼片、中十字形貼片、矩形金屬接地板；基板的上表面設有左上十字形貼片、右上十字形貼片、左下十字形貼片、右下十字形貼片、中十字形貼片；基板的下表面設有矩形金屬接地板，左上十字形貼片的中心處設有圓柱形同軸饋電貼片，左上十字形貼片、右上十字形貼片分別位於中十字形貼片的左上側與右上側，左下十字形貼片、右下十字形貼片分別位於中十字形貼片的左下側與右下側。本實用新型在工作頻帶內具有穩定的輻射特性，損耗低，結構簡單，體積小，成本低，便於集成。
【專利說明】陣列十字形饋電三頻帶天線

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及天線，尤其涉及一種陣列十字形饋電三頻帶天線。

【背景技術】
[0002]在無線電通信和雷達系統中，天線作為與外部空間的接口，其作用是不可或缺的。近年來，隨著科學技術水平的日益發展，人們對天線的要求也變得越來越高，重量輕、體積小、製作方便、易共形等要求被不斷提出。在天線家族的眾多成員中，微帶天線以其優越的性能脫穎而出，成為最具發展前途的一類。
[0003]微帶貼片天線是一種諧振式天線，它由導體薄片粘貼在背面有導體接地板的介質基片上形成的天線，通過在導體貼片與接地板之間激勵起電磁場，形成輻射，輻射大小由金屬貼片上的電流決定。一般來說，它的工作波長遠小於介質板厚度，屬於電小型化天線。然而，微帶貼片天線本身是一種窄帶天線，在實際應用中頻帶窄成為微帶天線最主要的限制。因此，如何展寬頻帶成為目前微帶貼片天線中研究中的熱點。目前在實際中已有許多展寬頻帶的方法，如採用介電常數低的厚介質板、附加饋電網絡、採用層疊結構等等。這些技術的應用都大大展寬了微帶天線的帶寬，使微帶天線可以應用到更廣闊的領域。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種陣列十字形饋電三頻帶天線，技術方案如下:
[0005]陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於包括基板、左上十字形貼片、右上十字形貼片、左下十字形貼片、右下十字形貼片、中十字形貼片、矩形金屬接地板；基板的上表面設有左上十字形貼片、右上十字形貼片、左下十字形貼片、右下十字形貼片、中十字形貼片；基板的下表面設有矩形金屬接地板，左上十字形貼片的中心處設有圓柱形同軸饋電貼片，左上十字形貼片、右上十字形貼片分別位於中十字形貼片的左上側與右上側，左下十字形貼片、右下十字形貼片分別位於中十字形貼片的左下側與右下側，中十字形貼片位於基板上表面的幾何中心處，中十字形貼片的上端與底端分別和基板的上端與底端相連，中十字形貼片的左端與右端分別和基板的左端與右端相連。
[0006]所述的基板為玻璃纖維環氧樹脂材料,基板的長度為38.3mm?38.5mm,寬度為29.7mm?29.9mm。所述的左上十字形貼片由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.0mm?6.2mm,寬度均為3.9mm?4.1mm,橫矩形貼片長度為
11.8mm?12.0mm,寬度為3.9mm?4.1_。所述的右上十字形貼片、左下十字形貼片、右下十字形貼片的大小尺寸均相同，均由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.0mm?6.2mm,寬度均為3.9mm?4.1mm,橫矩形貼片長度為11.8mm?
12.0mm,寬度為3.9mm?4.1_。所述的中十字形貼片由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為16.1mm?16.3mm,寬度均為5.9mm?6.1mm,橫矩形貼片長度為29.7mm?29.9mm,寬度為5.9mm?6.1_。所述的圓柱形同軸饋電貼片半徑為1.6mm?1.8mm。所述的矩形金屬接地板的長度為38.3mm?38.5mm,寬度為29.7mm?29.9mm。
[0007]本實用新型在工作頻帶內具有穩定的輻射特性，損耗低，結構簡單，體積小，成本低，便於集成等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0008]圖1是陣列十字形饋電三頻帶天線的正面結構示意圖；
[0009]圖2是陣列十字形饋電三頻帶天線的背面結構示意圖；
[0010]圖3是陣列十字形饋電三頻帶天線的回波損耗曲線圖；
[0011]圖4是天線在5.67GHz時的E面、H面輻射方向圖；
[0012]圖5是天線在5.94GHz時的H面、H面輻射方向圖；
[0013]圖6是天線在6.30GHz時的E面、H面輻射方向圖；
[0014]圖7是天線在5.67GHz時的正面結構表面電流密度分布圖；
[0015]圖8是天線在5.94GHz時的正面結構表面電流密度分布圖；
[0016]圖9是天線在6.30GHz時的正面結構表面電流密度分布圖。

【具體實施方式】
[0017]如圖1?2所示，陣列十字形饋電三頻帶天線包括基板1、左上十字形貼片2、右上十字形貼片3、左下十字形貼片4、右下十字形貼片5、中十字形貼片6、矩形金屬接地板8 ；基板I的上表面設有左上十字形貼片2、右上十字形貼片3、左下十字形貼片4、右下十字形貼片5、中十字形貼片6 ;基板I的下表面設有矩形金屬接地板8，左上十字形貼片2的中心處設有圓柱形同軸饋電貼片7，左上十字形貼片2、右上十字形貼片3分別位於中十字形貼片6的左上側與右上側，左下十字形貼片4、右下十字形貼片5分別位於中十字形貼片6的左下側與右下側，中十字形貼片6位於基板I上表面的幾何中心處，中十字形貼片6的上端與底端分別和基板I的上端與底端相連，中十字形貼片6的左端與右端分別和基板I的左端與右端相連。
[0018]所述的基板I為玻璃纖維環氧樹脂材料，基板I的長度為38.3mm?38.5mm,寬度為29.7mm?29.9mm。所述的左上十字形貼片2由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.0mm?6.2mm,寬度均為3.9mm?4.1mm,橫矩形貼片長度為11.8mm?12.0mm,寬度為3.9mm?4.1mm0所述的右上十字形貼片3、左下十字形貼片
4、右下十字形貼片5的大小尺寸均相同，均由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.0mm?6.2mm,寬度均為3.9mm?4.1mm,橫矩形貼片長度為11.8mm?12.0mm,寬度為3.9mm?4.1mm。所述的中十字形貼片6由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為16.1mm?16.3mm,寬度均為5.9mm?
6.1mm,橫矩形貼片長度為29.7mm?29.9mm,寬度為5.9mm?6.1mm。所述的圓柱形同軸饋電貼片7半徑為1.6mm?1.8_。所述的矩形金屬接地板8的長度為38.3mm?38.5mm,寬度為 29.7mm ?29.9mm。
[0019]實施例1
[0020]陣列十字形饋電三頻帶天線:
[0021]選擇介電常數為4.4的玻璃纖維環氧樹脂材料製作微帶基板，厚度為1.5mm。基板的長度為38.4mm,寬度為29.Smm0左上十字形貼片由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.1mm,寬度均為4.0mm，橫矩形貼片長度為11.9mm,寬度為4.0mm。右上十字形貼片、左下十字形貼片、右下十字形貼片的大小尺寸均相同，均由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.1mm，寬度均為4.0mm,橫矩形貼片長度為11.9mm,寬度為4.0_。中十字形貼片由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為16.2mm,寬度均為6.0mm，橫矩形貼片長度為29.8mm,寬度為6.0_。圓柱形同軸饋電貼片半徑為1.7_。矩形金屬接地板的長度為38.4mm,寬度為29.8mm。陣列十字形饋電三頻帶天線的各項性能指標採用CST軟體進行測試，所得的回波損耗曲線如附圖3。由圖可見，-1OdB以下的工作頻段為5.62GHz?
5.72GHz,5.86GHz?6.0lGHz和6.2IGHz?6.4IGHz0圖4_6所示為條狀接地板共面三頻天線在5.67GHz,5.94GHz,6.30GHz時的E面和H面方向圖，由圖可見，在頻率為5.67GHz時，增益為7.4dBi，半功率波瓣寬度為43.9°，在頻率為5.94GHz時，增益為6.2dBi，半功率波瓣寬度為57.8°，在頻率為6.30GHz時，增益為5.0dBi，半功率波瓣寬度為132.2°。圖7-9所示為天線在5.67GHz,5.94GHz,6.30GHz時的正面結構表面電流密度分布圖。
【權利要求】
1.一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於包括基板(I)、左上十字形貼片(2)、右上十字形貼片(3)、左下十字形貼片(4)、右下十字形貼片(5)、中十字形貼片￠)、矩形金屬接地板(8);基板(I)的上表面設有左上十字形貼片(2)、右上十字形貼片(3)、左下十字形貼片(4)、右下十字形貼片(5)、中十字形貼片￠);基板(I)的下表面設有矩形金屬接地板(8)，左上十字形貼片(2)的中心處設有圓柱形同軸饋電貼片(7)，左上十字形貼片(2)、右上十字形貼片(3)分別位於中十字形貼片￠)的左上側與右上側，左下十字形貼片(4)、右下十字形貼片(5)分別位於中十字形貼片￠)的左下側與右下側，中十字形貼片(6)位於基板(I)上表面的幾何中心處，中十字形貼片￠)的上端與底端分別和基板(I)的上端與底端相連，中十字形貼片出)的左端與右端分別和基板(I)的左端與右端相連。
2.如權利要求1所述的一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於所述的基板(I)為玻璃纖維環氧樹脂材料,基板(I)的長度為38.3mm?38.5mm,寬度為29.7mm?29.9mm。
3.如權利要求1所述的一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於所述的左上十字形貼片(2)由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.0mm?6.2mm,寬度均為3.9mm?4.1mm,橫矩形貼片長度為11.8mm?12.0mm,寬度為3.9mm ?4.1mm0
4.如權利要求1所述的一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於所述的右上十字形貼片(3)、左下十字形貼片(4)、右下十字形貼片(5)的大小尺寸均相同，均由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為6.0mm?6.2mm,寬度均為3.9mm?4.1mm,橫矩形貼片長度為11.8mm?12.0mm,寬度為3.9mm?4.1mm。
5.如權利要求1所述的一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於所述的中十字形貼片(6)由兩個豎矩形貼片和一個橫矩形貼片組成，其中兩個豎矩形貼片的長度均為16.1mm?16.3mm，寬度均為5.9mm?6.1mm,橫矩形貼片長度為29.7mm?29.9mm，寬度為5.9mm ?6.1mm0
6.如權利要求1所述的一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於所述的圓柱形同軸饋電貼片(7)半徑為1.6mm?1.8mm。
7.如權利要求1所述的一種陣列十字形饋電三頻帶天線，其特徵在於所述的矩形金屬接地板(8)的長度為38.3mm?38.5mm,寬度為29.7mm?29.9_。
【文檔編號】H01Q5/00GK204088567SQ201420549409
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】鄒歡清, 章樂 申請人:中國計量學院