專利名稱：槽孔天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線，尤其涉及一種槽孔天線。
背景技術(shù)：
無線通信領(lǐng)域中，微波存取全球互通(World Interoperability for MicrowaveAccess, WiMAX)標(biāo)準(zhǔn)所覆蓋的頻段有 2. 3GHz 2. 4GHz,2. 496GHz 2. 690GHz, 3. 4GHz 3. 6GHz及3. 6GHz 3. 8GHz。在現(xiàn)有技術(shù)中，一種結(jié)構(gòu)的槽孔天線輻射出的頻率 往往只能夠覆蓋WiMAX標(biāo)準(zhǔn)下的某一個(gè)單一頻段，且其回波損耗-IOdB的阻抗頻寬比較窄， 如果要擴(kuò)展回波損耗-IOdB的阻抗頻寬，就必須使用多種結(jié)構(gòu)不同的槽孔天線來覆蓋多個(gè) 頻段。這樣就對(duì)用戶的多頻段需求帶來極大不便，同時(shí)也給用戶帶來增加成本的壓力。所 以，在滿足無線通信標(biāo)準(zhǔn)之頻段范圍下，如何以低成本來實(shí)現(xiàn)一種能夠覆蓋多個(gè)頻段且能 擴(kuò)展回波損耗-IOdB的阻抗頻寬的天線是一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，需要提供一種天線，可實(shí)現(xiàn)多頻段覆蓋與擴(kuò)展阻抗頻寬。本發(fā)明實(shí)施方式所提供的槽孔天線，設(shè)置于基板上，所述基板包括第一表面與第 二表面，所述槽孔天線包括饋入部、接地部及輻射體。饋入部設(shè)置于所述基板的第一表面， 用于饋入電磁波信號(hào)。接地部呈矩形，設(shè)置于所述基板的第二表面，其中心部位有一圓形槽 孔。輻射體設(shè)置于所述基板的第二表面，包括至少一個(gè)長(zhǎng)條形微帶線，連接于所述圓形槽孔 的圓周處，且向所述圓形槽孔的圓心延伸，其中，所述饋入部與所述輻射體相互耦合以輻射 電磁波信號(hào)。上述槽孔天線采用槽孔及設(shè)置于槽孔內(nèi)的長(zhǎng)條形微帶線，不僅可以覆蓋微波存取 全球互通標(biāo)準(zhǔn)中的多個(gè)頻段，而且還可以擴(kuò)展阻抗頻寬。


圖IA與圖IB為本發(fā)明實(shí)施方式中槽孔天線10之正面及反面示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施方式中槽孔天線10之尺寸圖。圖3為圖IA與圖B中的槽孔天線10沒有設(shè)置第一輻射部302、第二輻射部304與 第三輻射部306時(shí)，不同半徑R所對(duì)應(yīng)的回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。圖4為圖IA與圖IB中的槽孔天線10沒有設(shè)置第二輻射部304與第三輻射部306 時(shí)，第一輻射部302具不同長(zhǎng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。圖5為圖IA和圖IB中所示槽孔天線10的第二輻射部304與第三輻射部306的 長(zhǎng)度、寬度以及與饋入部20的夾角Ψ改變后的回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施方式中的槽孔天線10同時(shí)具有第一輻射部302、第二輻射部 304與第三輻射部306和沒有設(shè)置第一輻射部302、第二輻射部304與第三輻射部306時(shí)的 回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖IA與圖1B，所示為本發(fā)明實(shí)施方式中槽孔天線10之正面及反面示意圖。 在本實(shí)施方式中，槽孔天線10設(shè)置于基板上，該基板包括第一表面102及第二表面104。槽 孔天線10包括饋入部20、輻射體30及接地部40。饋入部20設(shè)置于基板的第一表面102，呈長(zhǎng)條形，用于饋入電磁波信號(hào)。在本實(shí)施 方式中，所述饋入部20延伸至所述圓形槽孔的圓心在所述第一表面102的投影處。輻射體30設(shè)置于基板的第二表面104，用于輻射電磁波信號(hào)，包括至少一個(gè)長(zhǎng)條 形微帶線。在本實(shí)施方式中，輻射體30包括第一輻射部302、第二輻射部304及第三輻射部 306。其中，第一輻射部302呈長(zhǎng)條形，連接于所述第二表面104的圓形槽孔的圓周處，向所 述圓形槽孔的圓心延伸，且與所述饋入部20平行，而且所述第一輻射部302與所述饋入部 20在第二表面104的投影相對(duì)。第二輻射部304及第三輻射部306都呈長(zhǎng)條形，連接于所 述第二表面104的圓形槽孔的圓周處，向所述圓形槽孔的圓心延伸，而且第二輻射部304與 第三輻射部306以所述饋入部20在第二表面104的投影為對(duì)稱軸呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并與所述對(duì) 稱軸的角度Ψ小于90°。在本實(shí)施方式中，所述饋入部20與所述輻射體30相互耦合以輻 射電磁波信號(hào)。接地部40呈矩形，設(shè)置于所述基板的第二表面104，與輻射體30電性連接，其中心 部位有一圓形槽孔。在本實(shí)施方式中，接地部40為基板的第二表面104上除去圓形槽孔之 外的區(qū)域，并且所述接地部40在所述第一表面102上的投影與所述饋入部20部分重合。請(qǐng)參閱圖2，所示為圖IA與圖IB所示的槽孔天線10的尺寸圖。在本實(shí)施方式中， 若槽孔天線10所要覆蓋的低頻段對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為λ i，則所述圓形槽孔的周長(zhǎng)2 π R為2 λ ” 若槽孔天線10所要覆蓋的高頻段對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為λ 2，則第一輻射部302的長(zhǎng)度為λ2的四 分之一，同時(shí)若槽孔天線10所要覆蓋的低頻段對(duì)應(yīng)的頻率為高頻段對(duì)應(yīng)的頻率為f2，則 還要滿足f2小于2f\。在本實(shí)施方式中，基板為FR4電路板，長(zhǎng)度為60mm，寬度為40mm。圓形槽孔的半徑 R為15mm，第一輻射部302的長(zhǎng)度為8. 43mm,寬度為3mm。饋入部20的長(zhǎng)度為20mm，寬度為 2. 5mm。在其他實(shí)施方式中，基板若為其他類型電路板，根據(jù)上述設(shè)計(jì)理論，基板之尺寸可以 有所不同。請(qǐng)參閱圖3，所示為圖IA與圖IB中的槽孔天線10沒有設(shè)置第一輻射部302、第二 輻射部304與第三輻射部306時(shí)，不同半徑R所對(duì)應(yīng)的回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。如圖所示，圓 形槽孔的半徑R越大，其回波損耗在小于-IOdB所覆蓋的頻段就會(huì)越靠近低頻段。請(qǐng)參閱圖4，所示為圖IA與圖IB中的槽孔天線10沒有設(shè)置第二輻射部304與 第三輻射部306時(shí)，第一輻射部302具不同長(zhǎng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。如圖所 示，當(dāng)?shù)谝惠椛洳?02的長(zhǎng)度等于11. 40mm時(shí)，其回波損耗在小于-IOdB所覆蓋的頻段為 2. 25GHz 2. 42GHz和3. 42GHz 3. 76GHz,當(dāng)?shù)谝惠椛洳?02的長(zhǎng)度等于8. 42mm時(shí)，其回 波損耗在小于-IOdB所覆蓋的頻段為2. 46GHz 4. 04GHz，當(dāng)?shù)谝惠椛洳?02的長(zhǎng)度等于 5. 43mm時(shí)，其回波損耗在小于-IOdB所覆蓋的頻段為2. 53GHz 3. 42GHz。從圖中可知，本 實(shí)施方式中通過設(shè)置第一輻射部302并且改變其長(zhǎng)度可以使得該天線在滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 前提下能覆蓋到不同頻段，從而可以極大地滿足用戶對(duì)不同頻段的靈活性需求。
請(qǐng)參閱圖5，所示為在圖IA和圖IB所示的槽孔天線10中同時(shí)設(shè)置第一輻射部 302、第二輻射部304與第三輻射部306時(shí)，在圖2所示的尺寸圖的基礎(chǔ)上通過改變第二輻 射部304與第三輻射部306的長(zhǎng)度、寬度以及與饋入部20的夾角Ψ后的回波損耗測(cè)試對(duì) 比圖。在其他實(shí)施方式中，基板若為其他類型電路板，根據(jù)上述設(shè)計(jì)理論，基板之尺寸會(huì)有 所不同。當(dāng)?shù)诙椛洳?04與第三輻射部306的長(zhǎng)度為0mm、寬度為Omm以及與饋入部20 的夾角Ψ =0°時(shí)，槽孔天線10的回波損耗測(cè)試圖如本圖中的曲線a所示；當(dāng)?shù)诙椛洳?304與第三輻射部306的長(zhǎng)度為3. 43mm、寬度為3. Omm以及與饋入部20的夾角Ψ = 60° 時(shí)，槽孔天線10的回波損耗測(cè)試圖如本圖中的曲線b所示；當(dāng)?shù)诙椛洳?04與第三輻射 部306的長(zhǎng)度為3. 47mm、寬度為2. Omm以及與饋入部20的夾角Ψ = 30°時(shí)，槽孔天線10 的回波損耗測(cè)試圖如本圖中的曲線c所示；當(dāng)?shù)诙椛洳?04與第三輻射部306的長(zhǎng)度為 6. 47mm、寬度為2. Omm以及與饋入部20的夾角Ψ = 30°時(shí)，槽孔天線10的回波損耗測(cè)試 圖如本圖中的曲線d所示。如圖所示，在設(shè)置第二輻射部304與第三輻射部306后所測(cè)得的回波損耗(如曲 線b，c，d所示)均比在沒有設(shè)置第二輻射部304與第三輻射部306所測(cè)得的回波損耗(如 曲線a所示)低，也即，通過設(shè)置第二輻射部304可以進(jìn)一步降低回波損耗。對(duì)比曲線c和 曲線d可知，在其他參數(shù)都不變的情況下，通過增加第二輻射部304的長(zhǎng)度可以大大降低回 波損耗。所以本實(shí)施方式通過設(shè)置第二輻射部304與第三輻射部306并且增加其長(zhǎng)度等方 式均可以大大降低其回波損耗，從而滿足對(duì)回波損耗有嚴(yán)格要求之用戶的需求。請(qǐng)參閱圖6，所示為本發(fā)明實(shí)施方式中的槽孔天線10同時(shí)設(shè)置第一輻射部302、第 二輻射部304與第三輻射部306和沒有設(shè)置第一輻射部302、第二輻射部304與第三輻射 部306時(shí)的回波損耗測(cè)試對(duì)比圖。如圖所示，曲線e是根據(jù)圖5中曲線b (同時(shí)設(shè)置第一輻 射部302、第二輻射部304與第三輻射部306)的參數(shù)所測(cè)得的回波損耗圖，其回波損耗在 小于-IOdB所覆蓋的頻段為2. 46GHz 4. 04GHz,即fH = 4. 04GHz,fL = 2. 46GHz，所以其中 心頻率f。= fL+(fH-fL)/2 = 3. 25GHz，從而可以得出，其回波損耗-IOdB的阻抗頻寬BW = (fH-fL)/fc = 48. 6%。如圖所示，曲線f是沒有設(shè)置第一輻射部302、第二輻射部304與第 三輻射部306所測(cè)得的回波損耗圖(其它參數(shù)與圖5中曲線b的其他參數(shù)相同)，由圖可知 其回波損耗在小于-IOdB所覆蓋的頻段為2. 76GHz 3. 39GHz，即fH' = 3. 39GHz，fL'= 2. 76GHz，所以其中心頻率f。' = fL' +(fH' -fL' )/2 = 3. 08GHz，從而可以得出，其回波 損耗-IOdB的阻抗頻寬BW' = (fH' -fL' )/fc' =20.4%。通過對(duì)比BW與BW'的值可 以看出，在本實(shí)施方式中，通過同時(shí)設(shè)置第一輻射部302、第二輻射部304與第三輻射部306 可以極大的擴(kuò)展該槽孔天線10的回波損耗-IOdB阻抗頻寬，從而滿足了對(duì)回波損耗-IOdB 阻抗頻寬有特別要求之用戶的需求。本發(fā)明實(shí)施方式中通過在圓形槽孔內(nèi)同時(shí)設(shè)置第一輻射部302、第二輻射部304 與第三輻射部306，改變第一輻射部302或第二輻射部304與第三輻射部306的長(zhǎng)度，不僅 可以實(shí)現(xiàn)利用一種結(jié)構(gòu)的天線覆蓋多個(gè)頻段，而且還可以大大降低其回波損耗，同時(shí)還能 極大的擴(kuò)展該槽孔天線的回波損耗-IOdB阻抗頻寬，滿足不同用戶的需求。
權(quán)利要求
一種槽孔天線，設(shè)置于基板上，所述基板包括第一表面與第二表面，所述槽孔天線包括饋入部，設(shè)置于所述基板的第一表面，用于饋入電磁波信號(hào)；接地部，呈矩形，設(shè)置于所述基板的第二表面，其中心部位有一圓形槽孔。輻射體，設(shè)置于所述基板的第二表面，包括至少一個(gè)長(zhǎng)條形微帶線，連接于所述圓形槽孔的圓周處，且向所述圓形槽孔的圓心延伸，其中，所述饋入部與所述輻射體相互耦合以輻射電磁波信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的槽孔天線，其特征在于，所述饋入部呈長(zhǎng)條形，其延伸至所述圓 形槽孔的圓心在第一表面的投影處。
3.如權(quán)利要求2所述的槽孔天線，其特征在于，所述輻射體包括第一輻射部，連接于所述第二表面的圓形槽孔的圓周上并向所述圓形槽孔的圓心延 伸，且與所述饋入部平行；及第二輻射部與第三輻射部，連接于所述第二表面的圓形槽孔的圓周上并向所述圓形槽 孔的圓心延伸，其中第二輻射部與第三輻射部以所述饋入部在第二表面的投影為對(duì)稱軸呈 對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的槽孔天線，其特征在于，所述第一輻射部與所述饋入部在第二 表面的投影相對(duì)。
5.如權(quán)利要求4所述的槽孔天線，其特征在于，所述第二輻射部、第三輻射部與所述饋 入部在第二表面的投影的夾角小于90度。
6.如權(quán)利要求1所述的槽孔天線，其特征在于，所述基板為FR4電路板。
7.如權(quán)利要求1所述的槽孔天線，其特征在于，所述圓形槽孔的周長(zhǎng)等于所述槽孔天 線所要覆蓋的低頻段對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的兩倍。
8.如權(quán)利要求3所述的槽孔天線，其特征在于，所述第一輻射部的長(zhǎng)度等于所述槽孔 天線所要覆蓋的高頻段對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的四分之一。
9.如權(quán)利要求1所述的槽孔天線，其特征在于，所述槽孔天線所要覆蓋的高頻段對(duì)應(yīng) 的頻率小于所述槽孔天線所要覆蓋的低頻段對(duì)應(yīng)的頻率的兩倍。
全文摘要
一種槽孔天線，設(shè)置于基板上，所述基板包括第一表面與第二表面，所述槽孔天線包括饋入部、接地部及輻射體。饋入部設(shè)置于所述基板的第一表面，用于饋入電磁波信號(hào)。接地部呈矩形，設(shè)置于所述基板的第二表面，其中心部位有一圓形槽孔。輻射體設(shè)置于所述基板的第二表面，包括至少一個(gè)長(zhǎng)條形微帶線，連接于所述圓形槽孔的圓周處，且向所述圓形槽孔的圓心延伸，其中，所述饋入部與所述輻射體相互耦合以輻射電磁波信號(hào)。上述槽孔天線可以覆蓋微波存取全球互通標(biāo)準(zhǔn)中的多個(gè)頻段。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK101931126SQ200910303410
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者杜信龍 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司