專利名稱：寬頻微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種寬頻微帶天線，具體是一種探針饋電形式的寬頻微帶天線。用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在無線通信飛速發(fā)展的今天，微帶天線由于其重量輕，低輪廓，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)而成為很多無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的首選。而實(shí)現(xiàn)多媒體和多用戶的寬頻帶無線通信是無線通信發(fā)展的趨勢(shì)，但是微帶天線特有的窄帶特性很大程度上限制了它的使用。對(duì)于簡(jiǎn)單的單層微帶天線，可以采用厚的低介電常數(shù)的基板來增加帶寬，但是由于介電常數(shù)最小是1，且如果天線介質(zhì)太厚的話，會(huì)增大損耗，影響輻射，從而效果很有限；利用雙層(多層)微帶天線或者共面的多貼片天線雖然可以增加帶寬，但是同時(shí)也增加了天線的厚度或者面積以及制造的復(fù)雜度。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，K.M.Luk，C.L.Mak，Y.L.Chow和K.F.Lee在《電子快報(bào)》上發(fā)表的“寬頻微帶貼片天線”(Broadband microstrip patch antenna.Electronics Letters，1998，341442-1443.)，該天線通過了L形的探針對(duì)矩形貼片饋電，單層微帶天線實(shí)現(xiàn)了35％的帶寬。但是如果想進(jìn)一步提高天線的帶寬，降低天線的諧振頻率就比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種寬頻微帶天線，使其通過采用“斜L形”的探針饋電，可以實(shí)現(xiàn)37％的帶寬，并且使得天線的諧振頻率有所降低，也就是可以縮小天線的尺寸。并且該天線具有較高的增益。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括輻射貼片、斜L形探針、接地平面和SMA連接器。輻射貼片采用常規(guī)的矩形貼片，貼片的諧振長(zhǎng)度約等于二分之一的諧振波長(zhǎng)。該天線采用介電常數(shù)等于1空氣或者介電常數(shù)接近1的泡沫塑料作為介質(zhì)。常規(guī)的探針饋電結(jié)構(gòu)直接和貼片接觸，為獲得較大的帶寬，常常加厚天線，從而探針的長(zhǎng)度一般很長(zhǎng)，這樣就會(huì)引入較大的探針電感，從而使得天線很難實(shí)現(xiàn)匹配。因此采用斜L形探針，該探針不與天線直接接觸，橫向部分向上有一個(gè)仰角，通過這種方式和輻射貼片耦合，探針的橫向部分和輻射貼片組成的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)容性，而探針的豎直部分呈現(xiàn)感性，感性部分和容性部分形成了一個(gè)諧振回路，調(diào)節(jié)天線的結(jié)構(gòu)，使得其饋電結(jié)構(gòu)的諧振頻率接近矩形輻射貼片的諧振頻率，從而展寬了天線的帶寬。SMA連接器內(nèi)導(dǎo)體和斜L形探針相連，外導(dǎo)體和接地平面相連。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1)相比于常規(guī)結(jié)構(gòu)的單層天線，該天線具有較大的帶寬。帶寬可以達(dá)到37％，在實(shí)際應(yīng)用中，該帶寬可以滿足目前大多數(shù)通信系統(tǒng)的帶寬要求。2)天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。天線的輻射貼片采用的常規(guī)的矩形貼片，饋電結(jié)構(gòu)采用的斜L形探針，制作和生產(chǎn)很方便。3)天線性能調(diào)節(jié)方便。在天線設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中，可以通過改變貼片的長(zhǎng)度來主要的調(diào)節(jié)諧振頻率，通過探針的結(jié)構(gòu)的改變來調(diào)節(jié)匹配使之達(dá)到寬帶的效果，可以調(diào)節(jié)的參數(shù)比較多，調(diào)試方便。


圖1是本實(shí)用新型天線的俯視圖圖2是本實(shí)用新型天線的剖面圖圖3是本實(shí)用新型天線的三維圖具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型包括斜L形探針1、輻射貼片2、接地平面3和SMA連接器4。斜L形探針1的橫向部分向上有一個(gè)仰角，通過這種方式和輻射貼片2耦合，SMA連接器4內(nèi)導(dǎo)體和斜L形探針1相連，外導(dǎo)體和接地平面3相連。
輻射貼片2和接地平面3均采用厚度為0.2mm的銅皮制成。
如圖1所示，輻射貼片2采用矩形貼片，貼片的諧振長(zhǎng)度約等于二分之一的諧振波長(zhǎng)。輻射貼片2的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為W，長(zhǎng)度L的取值為天線諧振波長(zhǎng)的1/2，寬度W約為長(zhǎng)度的1.2倍。
接地平面3為一個(gè)正方形，邊長(zhǎng)G為輻射貼片2長(zhǎng)度的4倍。該接地平面3的大小可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合變化，只要保證離輻射貼片邊的距離大于0.5波長(zhǎng)即可。
斜L形探針1的直徑為d，和SMA連接器4內(nèi)導(dǎo)體的半徑相同。俯視圖中，斜L形探針1在貼片下方被遮蔽的長(zhǎng)度為l，該長(zhǎng)度可以用來調(diào)節(jié)天線的匹配。
如圖2所示，輻射貼片2距離接地平面的高度為H，該距離由實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合決定。H越大，帶寬越大，但是一般限制在0.25諧振波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
斜L形探針1的垂直部分的長(zhǎng)度為h1，傾斜部分的長(zhǎng)度為f，其末端離地面的距離是h2。h1的大小約等于H的一半，h2的大小根據(jù)實(shí)際天線來調(diào)節(jié)，但始終小于H。h2是調(diào)節(jié)天線匹配的最有效的參數(shù)。
SMA連接器4和斜L形探針1焊接相連。天線的輻射貼片2通過介電常數(shù)和空氣接近的泡沫塑料支撐。
權(quán)利要求1.一種寬頻微帶天線，包括斜L形探針(1)、輻射貼片(2)、接地平面(3)和SMA連接器(4)，其特征在于，斜L形探針(1)的橫向部分向上有一個(gè)仰角，通過這種方式和輻射貼片(2)耦合，SMA連接器(4)內(nèi)導(dǎo)體和斜L形探針(1)相連，外導(dǎo)體和接地平面(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻微帶天線，其特征是，斜L形探針(1)的垂直部分的長(zhǎng)度為h1，傾斜部分的長(zhǎng)度為f，其末端離地面的距離是h2，h1的大小為H的一半，h2始終小于輻射貼片(2)距離接地平面(3)的高度H。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的寬頻微帶天線，其特征是，斜L形探針(1)的直徑為d，和SMA連接器(4)內(nèi)導(dǎo)體的半徑相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的寬頻微帶天線，其特征是，輻射貼片(2)采用的矩形貼片，貼片的諧振長(zhǎng)度約等于二分之一的諧振波長(zhǎng)，輻射貼片(2)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為W，長(zhǎng)度的取值為天線諧振波長(zhǎng)的1/2，寬度約為長(zhǎng)度的1.2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻微帶天線，其特征是，輻射貼片(2)距離接地平面(3)的高度為H，限制在0.25諧振波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻微帶天線，其特征是，接地平面(3)為一個(gè)正方形，邊長(zhǎng)G為輻射貼片(2)長(zhǎng)度的4倍，接地平面離輻射貼片(2)邊的距離大于0.5波長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻微帶天線，其特征是，SMA連接器(4)和斜L形探針(1)焊接相連，輻射貼片(2)通過介電常數(shù)和空氣接近的泡沫塑料支撐。
專利摘要一種寬頻微帶天線，用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括斜L形探針、輻射貼片、接地平面和SMA連接器，斜L形探針的橫向部分向上有一個(gè)仰角，通過這種方式和輻射貼片耦合，SMA連接器內(nèi)導(dǎo)體和斜L形探針相連，外導(dǎo)體和接地平面相連。本實(shí)用新型采用斜L形的饋電結(jié)構(gòu)，天線帶寬可以達(dá)到37％，制作和生產(chǎn)很方便。在天線設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中，可以通過改變貼片的長(zhǎng)度來主要的調(diào)節(jié)諧振頻率，通過探針結(jié)構(gòu)的改變來調(diào)節(jié)匹配使之達(dá)到寬帶的效果，可以調(diào)節(jié)的參數(shù)比較多，調(diào)試方便。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK2731742SQ20042008125
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者戚冬生, 黎濱洪 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)