專利名稱：多開槽式共面超寬帶微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天線，尤其涉及一種多開槽式共面超寬帶微帶天線。
背景技術(shù)：
超寬帶通信系統(tǒng)由于具有數(shù)據(jù)傳輸率高、損耗低的特點(diǎn)，受到越來越多的關(guān)注。自2002年，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(US- FCC)批準(zhǔn)，將3. f 10.6 GH z頻段作為超寬帶通信技術(shù)應(yīng)用以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量研究。作為超寬帶通信系統(tǒng)的一個(gè)重要的前端組成部分，超寬帶天線的設(shè)計(jì)是一個(gè)基礎(chǔ)性的引人關(guān)注的課題。在各類天線中，印刷單極子天線以其體積小、易于共型集成的特點(diǎn)表現(xiàn)出良好的寬帶特性。因此，印刷單極天線在超寬帶通信系統(tǒng)(3. flO.6 GHz)中具有廣闊的應(yīng)用前景。市場(chǎng)上已有的一些超寬帶微帶天線雖然能寬頻工作，但是，定向性能差，損耗大， 因此迫切需要研究出一種高增益、低損耗、寬頻工作的陣列天線來滿足WLAN通信系統(tǒng)的要求。通過正確地選擇散射介質(zhì)的尺寸、材料和形狀，它可以阻止電磁波在某個(gè)方向或者所有方向上的傳播，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在濾波器、功分器等微波電路的設(shè)計(jì)中。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)在無線局域網(wǎng)中頻帶窄、損耗大的不足，提供一種多開槽式共面超寬帶微帶天線。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下多開槽式共面超寬帶微帶天線包括微帶基板、倒凹坑形輻射金屬板、輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線；微帶基板上表面設(shè)有倒凹坑形輻射金屬板、輻射貼片和阻抗匹配輸入微帶線，倒凹坑形輻射金屬板的四周邊與微帶基板的四周邊相連，距微帶基板的頂端5mm 7mm處設(shè)有凹坑,在凹坑內(nèi)設(shè)有福射貼片,在福射貼片的頂端處設(shè)有對(duì)稱矩形開槽和階梯形開槽，輻射貼片的底端與阻抗匹配輸入微帶線一端相連，阻抗匹配輸入微帶線另一端與微帶基板底端相連，倒凹坑形倒凹坑形輻射金屬板兩端與阻抗匹配輸入微帶線的兩側(cè)之間設(shè)有等間距縫隙。所述的微帶基板為FR4材料。所述的微帶基板的長(zhǎng)為20mm 22mm,寬為25mm 27mm。所述的福射貼片的長(zhǎng)為Ilmm 13mm,寬為8mm 9mm。所述的凹坑的長(zhǎng)為18mm 20mm,寬為12_ 13_。所述的矩形開槽的長(zhǎng)為O. 2mm O. 5mm,寬為1_ 2_。所述的階梯形開槽的上底長(zhǎng)為3mm 4mm,下底長(zhǎng)為Imm 2mm,第一階梯的寬為Imm 2mm,第二階梯和第三階梯的寬均為Imm 2_。所述的阻抗匹配輸入微帶線與輻射貼片采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。所述的阻抗匹配輸入微帶線的寬度為O. 5_ 1_。所述的倒凹坑形倒凹坑形輻射金屬板兩端與阻抗匹配輸入微帶線的兩側(cè)之間的等間距縫隙為
O.Imm O. 3mmο本實(shí)用新型工作頻帶內(nèi)具有穩(wěn)定的輻射特性、損耗低、成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作。[0009]
圖1是多開槽式共面超寬帶微帶天線的結(jié)構(gòu)圖；圖2是多開槽式共面超寬帶微帶天線插入損耗曲線圖；圖3是多開槽式共面超寬帶微帶天線在3GHz時(shí)的輻射方向圖；圖4是多開槽式共面超寬帶微帶天線在5. SGHz時(shí)的輻射方向圖；圖5是多開槽式共面超寬帶微帶天線在IlGHz時(shí)的輻射方向圖。
具體實(shí)施方式
多開槽式共面超寬帶微帶天線包括微帶基板I、倒凹坑形輻射金屬板2、輻射貼片
4、阻抗匹配輸入微帶線7 ;微帶基板I上表面設(shè)有倒凹坑形輻射金屬板2、輻射貼片4和阻抗匹配輸入微帶線7，倒凹坑形輻射金屬板2的四周邊與微帶基板I的四周邊相連，距微帶基板I的頂端5mm 7mm處設(shè)有凹坑3,在凹坑3內(nèi)設(shè)有福射貼片4,在福射貼片4的頂端處設(shè)有對(duì)稱矩形開槽6和階梯形開槽5，輻射貼片4的底端與阻抗匹配輸入微帶線7 —端相連，阻抗匹配輸入微帶線7另一端與微帶基板I底端相連，倒凹坑形倒凹坑形輻射金屬板2兩端與阻抗匹配輸入微帶線7的兩側(cè)之間設(shè)有等間距縫隙。所述的微帶基板I為FR4材料。所述的微帶基板I的長(zhǎng)為20mm 22mm,寬為25mm 27mm。所述的福射貼片4的長(zhǎng)為Ilmm 13mm,寬為8mm 9mm。所述的凹坑3的長(zhǎng)為18mm 20mm,寬為12mm 13mm。所述的矩形開槽6的長(zhǎng)為O. 2mm O. 5mm,寬為Imm 2mm。所述的階梯形開槽5的上底長(zhǎng)為3mm 4mm,下底長(zhǎng)為Imm 2mm,第一階梯的寬為Imm 2mm,第二階梯和第三階梯的寬均為1_ 2_。所述的阻抗匹配輸入微帶線7與福射貼片4采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。所述的阻抗匹配輸入微帶線7的寬度為
0.5mm 1mm。所述的倒凹坑形倒凹坑形福射金屬板2兩端與阻抗匹配輸入微帶線7的兩側(cè)之間的等間距縫隙為O. Imm O. 3臟。實(shí)施例I多開槽式共面超寬帶微帶天線選擇介電常數(shù)為4. 4的FR4材料制作微帶基板,厚度為I. 6 mm。微帶基板的長(zhǎng)為21mm,寬為26mm。福射貼片長(zhǎng)為12mm,寬為8. 5mm。凹槽的長(zhǎng)為19mm,寬為12. 5mm。矩形開槽的長(zhǎng)為O. 25mm,寬為1mm。階梯形開槽的上底長(zhǎng)為3mm,下底長(zhǎng)為Imm,第一階梯的寬為
1.5_，第二階梯和第三階梯的寬均為1_。阻抗匹配輸入微帶線與輻射貼片采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。阻抗匹配輸入微帶線的寬度為O. 6mm。倒凹坑形福射金屬板與阻抗匹配輸入微帶線的等間距縫隙為O. 2_。運(yùn)用軟件對(duì)多開槽式共面超寬帶微帶天線的插入損耗曲線和增益等輻射特性進(jìn)行了仿真測(cè)量所得的多開槽式共面超寬帶微帶天線的插入損耗曲線如圖2。由圖2可見，在3. f IlGHz范圍內(nèi)插入損耗小于-10dB，完全可以覆蓋超寬帶頻帶要求。圖3-圖5所示為多開槽式共面超寬帶微帶天線分別在3GHz、5. 8GHz、
11GHz時(shí)的輻射方向圖和輻射方向圖，在頻率為2. 5GHz時(shí)的增益為2. 8dBi，半功率波瓣寬度為85. 4°，在頻率為5. 8 GHz時(shí)的增益為3. 3dBi，半功率波瓣寬度為73.2°，在頻率為IlGHz時(shí)的增益為5. 2dBi，半功率波瓣寬度為50. 1°。
權(quán)利要求1.一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于包括微帶基板(I)、倒凹坑形輻射金屬板(2)、輻射貼片(4)、阻抗匹配輸入微帶線(7);微帶基板(I)上表面設(shè)有倒凹坑形輻射金屬板(2)、輻射貼片(4)和阻抗匹配輸入微帶線(7)，倒凹坑形輻射金屬板(2)的四周邊與微帶基板(I)的四周邊相連，距微帶基板(I)的頂端5mm 7mm處設(shè)有凹坑(3),在凹坑(3)內(nèi)設(shè)有輻射貼片(4)，在輻射貼片(4)的頂端處設(shè)有對(duì)稱矩形開槽(6)和階梯形開槽(5)，輻射貼片(4)的底端與阻抗匹配輸入微帶線(7)—端相連，阻抗匹配輸入微帶線(7)另一端與微帶基板(I)底端相連，倒凹坑形倒凹坑形輻射金屬板(2)兩端與阻抗匹配輸入微帶線(7)的兩側(cè)之間設(shè)有等間距縫隙。
2.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(I)為FR4材料。
3.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(I)的長(zhǎng)為20mm 22謹(jǐn)，寬為25mm 27謹(jǐn)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的輻射貼片(4)的長(zhǎng)為Ilmm 13mm,寬為8mm 9mm。
5.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的凹坑(3)的長(zhǎng)為18mm 2Ctam,寬為1 2mm 1 3mmη
6.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的矩形開槽(6)的長(zhǎng)為O. 2mm O. 5臟，寬為I臟 2臟。
7.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的階梯形開槽(5)的上底長(zhǎng)為3mm 4mm,下底長(zhǎng)為Imm 2mm,第一階梯的寬為Imm 2mm,第二階梯和第三階梯的寬均為Imm 2mm。
8.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的阻抗匹配輸入微帶線(7)與輻射貼片(4)采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω。
9.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的阻抗匹配輸入微帶線(7)的寬度為O. 5mm 1mm。
10.如權(quán)利要求I所述的一種多開槽式共面超寬帶微帶天線，其特征在于所述的倒凹坑形倒凹坑形輻射金屬板(2)兩端與阻抗匹配輸入微帶線(7)的兩側(cè)之間的等間距縫隙為.O.Imm O. 3mmο
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多開槽式共面超寬帶微帶天線。它包括微帶基板、倒凹坑形輻射金屬板、輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線；微帶基板上表面設(shè)有倒凹坑形輻射金屬板、輻射貼片和阻抗匹配輸入微帶線，倒凹坑形輻射金屬板的四周邊與微帶基板的四周邊相連，距微帶基板的頂端5mm～7mm處設(shè)有凹坑，在凹坑內(nèi)設(shè)有輻射貼片，在輻射貼片的頂端處設(shè)有對(duì)稱矩形開槽和階梯形開槽，輻射貼片的底端與阻抗匹配輸入微帶線一端相連，阻抗匹配輸入微帶線另一端與微帶基板底端相連，倒凹坑形倒凹坑形輻射金屬板兩端與阻抗匹配輸入微帶線的兩側(cè)之間設(shè)有等間距縫隙。本實(shí)用新型工作頻帶內(nèi)具有穩(wěn)定的輻射特性、損耗低、成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK202662814SQ20122025577
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者羅忠鵬, 李九生, 宋美靜 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院