專(zhuān)利名稱(chēng)：雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式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，尤其涉及一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線。
背景技術(shù)：
天線作為通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要的無(wú)線電設(shè)備，其性能的好壞將直接影響無(wú)線電設(shè)備的性能。微帶天線是做在帶有金屬基板的介質(zhì)基片上，在實(shí)際使用中介質(zhì)基片的相對(duì)介電常數(shù)一般為2.5左右，振子貼片導(dǎo)體選用銅或金，并把輻射振子做成規(guī)則的幾何形狀。與常規(guī)的微波天線相比，微帶天線的一些主要優(yōu)點(diǎn)是:重量輕、體積小、剖面薄，可以做成共形天線；制造簡(jiǎn)單、成本低，易于大量生產(chǎn)；容易實(shí)現(xiàn)雙頻、多頻段工作等。微帶天線適合于組合式設(shè)計(jì)(固體器件，如振蕩器、放大器、可變衰減器、開(kāi)關(guān)、調(diào)制器、混頻器、移相器等可以直接加到天線基片上)；饋線和匹配網(wǎng)絡(luò)可以和天線結(jié)構(gòu)同時(shí)制作。因而，在大約從IOOMHz到50GHz的寬頻帶上獲得了大量的應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。近十幾年微帶天線得到了廣泛的研究和發(fā)展。適用于寬帶、雙頻、甚至多頻帶的微帶天線也正在得到研究和開(kāi)發(fā)。因此迫切需要研究出一種高增益、低損耗、工作頻段范圍寬、能夠多頻工作的微帶天線來(lái)滿足未來(lái)通信系統(tǒng)的要求。此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，在頻率分配上，原有的802.llb(2.4 2.483GHz)協(xié)議中，有限的帶寬和傳輸速率已經(jīng)不能滿足如今的數(shù)據(jù)通信需求，因此必須使用頻帶比較充裕的802.lla(5.15 5.85GHz)協(xié)議。因而研究設(shè)計(jì)工作在此頻段范圍的、具有優(yōu)良性能的微帶天線顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)在無(wú)線局域網(wǎng)中定向性能差、損耗大的不足，提供一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線包括微帶基板、輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線、矩形金屬接地板；微帶基板上表面設(shè)有輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線，微帶基板下表面設(shè)有矩形金屬接地板，福射貼片上距阻抗匹配輸入微帶線頂端0.5mm Imm處設(shè)有雙開(kāi)口方形開(kāi)槽，輻射貼片底端與阻抗匹配輸入微帶線頂端相連，阻抗匹配輸入微帶線和矩形金屬接地板的底端分別與微帶基板的底端相連。所述的微帶基板為特氟龍材料。所述的微帶基板的長(zhǎng)為28mm 30mm,寬為35mm 40mm。所述的輻射貼片為左右對(duì)稱(chēng)弧狀結(jié)構(gòu)，上側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為110° 120°，半徑為IOmm 12mm ;左下側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為50° 60° ,半徑為8mm IOmm ;連接上側(cè)圓弧的最左端和左下側(cè)圓弧的最左端之間的線段長(zhǎng)為6.5mm 7mm。所述的雙開(kāi)口方形開(kāi)槽的外側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為5mm 6mm,內(nèi)側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為3.6mm 4mm ;雙開(kāi)口方形開(kāi)槽的外側(cè)正方形和內(nèi)側(cè)正方形的開(kāi)口長(zhǎng)度均為0.4mm 0.6mm，開(kāi)槽寬度均為
0.2_ 0.3_。 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長(zhǎng)度為12mm 13mm,寬度為2.5mm 3mm。所述的矩形金屬接地板的長(zhǎng)為28mm 30mm,寬為12mm 14mm。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線工作頻帶內(nèi)具有穩(wěn)定的輻射特性，損耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、便于集成。

:圖1是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線的正面結(jié)構(gòu)圖；圖2是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線的背面結(jié)構(gòu)圖；圖3是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線插入損耗曲線圖；圖4是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線在3.5GHz時(shí)的E面輻射方向圖；圖5是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線在3.5GHz時(shí)的H面輻射方向圖；圖6是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線在5.8GHz時(shí)的E面輻射方向圖；圖7是雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線在5.8GHz時(shí)的H面輻射方向圖。
具體實(shí)施方式
雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線包括微帶基板1、輻射貼片2、阻抗匹配輸入微帶線4、矩形金屬接地板5 ;微帶基板I上表面設(shè)有輻射貼片2、阻抗匹配輸入微帶線4，微帶基板I下表面設(shè)有矩形金屬接地板5，輻射貼片2上距阻抗匹配輸入微帶線4頂端0.5mm Imm處設(shè)有雙開(kāi)口方形開(kāi)槽3，輻射貼片2底端與阻抗匹配輸入微帶線4頂端相連，阻抗匹配輸入微帶線4和矩形金屬接地板5的底端分別與微帶基板I的底端相連。所述的微帶基板I為 特氟龍材料。所述的微帶基板I的長(zhǎng)為28mm 30mm,寬為35mm 40mm。所述的輻射貼片2為左右對(duì)稱(chēng)弧狀結(jié)構(gòu)，上側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為110° 120° ,半徑為IOmm 12mm ;左下側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為50° 60° ,半徑為8mm IOmm ;連接上側(cè)圓弧的最左端和左下側(cè)圓弧的最左端之間的線段長(zhǎng)為6.5mm 7mm。所述的雙開(kāi)口方形開(kāi)槽3的外側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為5mm 6mm,內(nèi)側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為3.6mm 4mm ;雙開(kāi)口方形開(kāi)槽3的外側(cè)正方形和內(nèi)側(cè)正方形的開(kāi)口長(zhǎng)度均為0.4mm 0.6mm,開(kāi)槽寬度均為0.2mm 0.3_。所述的阻抗匹配輸入微帶線4與輻射貼片2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4的長(zhǎng)度為12mm 13mm,寬度為2.5mm 3_。所述的矩形金屬接地板5的長(zhǎng)為28_ 30mm,寬為12_ 14mm。實(shí)施例1雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線:選擇介電常數(shù)為2.2的特氟龍材料制作微帶基板，厚度為1mm。微帶基板的長(zhǎng)為30mm，寬為35mm。輻射貼片為左右對(duì)稱(chēng)弧狀結(jié)構(gòu)，上側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為120°，半徑為IOmm ;左下側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為60° ,半徑為8mm ;連接上側(cè)圓弧的最左端和左下側(cè)圓弧的最左端之間的線段長(zhǎng)為7mm。雙開(kāi)口方形開(kāi)槽的外側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為5mm,內(nèi)側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為3.6mm;雙開(kāi)口方形開(kāi)槽的外側(cè)正方形和內(nèi)側(cè)正方形的開(kāi)口長(zhǎng)度均為
0.4mm,開(kāi)槽寬度均為0.2_。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長(zhǎng)度為13mm,寬度為3mm。矩形金屬接地板的長(zhǎng)為30mm,寬為12mm。運(yùn)用軟件對(duì)雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線的插入損耗曲線和增益等輻射特性進(jìn)行了仿真計(jì)算。所得的雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線的插入損耗曲線如圖3。由圖3可見(jiàn)，在3.2 4.3GHz范圍內(nèi)插入損耗小于-1OdB ;在4.62 6.70GHz范圍內(nèi)插入損耗小于_10dB，此頻帶范圍完全可以覆蓋無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)5.8GHz段5.725 5.850GHz的整個(gè)頻率范圍。圖4 圖7所示為雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線分別在3.5GHz、5.8GHz時(shí)的E面和H面方向圖。由圖可見(jiàn)，在頻率為3.5GH z時(shí)的增益為2.8dBi，半功率波瓣寬度為84.3° ;在頻率為5.8GHz時(shí)的增益為3.6dBi，半功率波瓣寬度為71.3°。
權(quán)利要求1.一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于包括微帶基板(I)、輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入微帶線(4)、矩形金屬接地板(5);微帶基板(I)上表面設(shè)有輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入微帶線(4)，微帶基板(I)下表面設(shè)有矩形金屬接地板(5)，輻射貼片(2)上距阻抗匹配輸入微帶線(4)頂端0.5mm Imm處設(shè)有雙開(kāi)口方形開(kāi)槽(3),福射貼片(2)底端與阻抗匹配輸入微帶線(4)頂端相連，阻抗匹配輸入微帶線(4)和矩形金屬接地板(5)的底端分別與微帶基板(I)的底端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(I)為特氟龍材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(I)的長(zhǎng)為28mm 3Ctam,寬為35mm 40mmη
4.如權(quán)利要 求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的輻射貼片(2)為左右對(duì)稱(chēng)弧狀結(jié)構(gòu)，上側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為110° 120°，半徑為IOmm 12mm ;左下側(cè)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為50° 60°半徑為8mm IOmm ;連接上側(cè)圓弧的最左端和左下側(cè)圓弧的最左端之間的線段長(zhǎng)為6.5mm 7_。
5.如權(quán)利要求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的雙開(kāi)口方形開(kāi)槽(3)的外側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為5mm 6mm,內(nèi)側(cè)正方形的外邊長(zhǎng)為3.6mm 4mm ;雙開(kāi)口方形開(kāi)槽(3)的外側(cè)正方形和內(nèi)側(cè)正方形的開(kāi)口長(zhǎng)度均為0.4mm 0.6mm，開(kāi)槽寬度均為0.2mm 0.3臟。
6.如權(quán)利要求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的阻抗匹配輸入微帶線(4)與輻射貼片(2)采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50Ω。
7.如權(quán)利要求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的阻抗匹配輸入微帶線⑷的長(zhǎng)度為12mm 13mm,寬度為2.5mm 3mm。
8.如權(quán)利要求1所述的一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線，其特征在于所述的矩形金屬接地板(5)的長(zhǎng)為28_ 30mm,寬為12_ 14_。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙開(kāi)口方形開(kāi)槽式微帶天線。它包括微帶基板、輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線、矩形金屬接地板；微帶基板上表面設(shè)有輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線，微帶基板下表面設(shè)有矩形金屬接地板，輻射貼片上距阻抗匹配輸入微帶線頂端0.5mm～1mm處設(shè)有雙開(kāi)口方形開(kāi)槽，輻射貼片底端與阻抗匹配輸入微帶線頂端相連，阻抗匹配輸入微帶線和矩形金屬接地板的底端分別與微帶基板的底端相連。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，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、便于集成。
文檔編號(hào)H01Q1/48GK203134972SQ20132002292
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者程偉, 李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院