本發(fā)明涉及一種微帶雙層天線。

背景技術(shù)：

天線是一種把高頻電流轉(zhuǎn)化成無(wú)線電波發(fā)射到空間，同時(shí)可以收集空間無(wú)線電波并產(chǎn)生高頻電流的裝置。天線可看作由電容和電感組成的調(diào)諧電路；該調(diào)諧電路在某些頻率點(diǎn)，其容性和感性將相互抵消，電路表現(xiàn)出純阻性，該現(xiàn)象稱之為諧振，而諧振現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的工作頻點(diǎn)即為諧振頻率點(diǎn)，處于天線諧振頻率點(diǎn)的能量，其輻射特性最強(qiáng)。并將具有諧振特性的天線結(jié)構(gòu)稱作天線天線，并將高頻電流直接激勵(lì)的天線結(jié)構(gòu)稱作有源天線，反之稱作無(wú)源天線；現(xiàn)有天線中，在根據(jù)實(shí)際使用的需要對(duì)天線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了使得天線的諧振頻率點(diǎn)滿足設(shè)定要求，需要對(duì)天線的輸入阻抗進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)調(diào)整后的天線以及普通天線依然不能滿足目前通信標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前通信標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，對(duì)天線的要求也越來(lái)越高，目前的天線的增益、方向性、前后比均需要獲得突破。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服以上所述的缺點(diǎn)，提供一種微帶雙層天線。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：一種微帶雙層天線，包括有疊加在一起的第一PCB板及第二PCB板；所述第一PCB板頂面設(shè)有第一微帶單元，所述第一微帶單元包括有兩個(gè)形狀相同、對(duì)稱設(shè)置微帶振集；所述第二PCB板頂面設(shè)有第二微帶單元；第一PCB板及第二PCB板疊加時(shí)，第二微帶單元位于第二PCB板頂面及第一PCB底面。

其中，每個(gè)微帶振集包括有一個(gè)梯形的梯形振子臂、分別設(shè)于梯形振子臂的兩側(cè)的、呈三角形的第一角臂和第二角臂；第一角臂、第二角臂與梯形振子臂之間均連設(shè)有弧形連接臂；

每個(gè)第一角臂和第二角臂的一個(gè)角均指向第一PCB板的中心；每個(gè)第一角臂和第二角臂靠近第一PCB板中心的角處設(shè)有條形空槽；每個(gè)第一角臂和第二角臂上還設(shè)有鏤空單元，鏤空單元包括有F形鏤空桿；每第一微帶單元還包括有兩個(gè)矩形饋電片，每個(gè)微帶振集的梯形振子臂分別與對(duì)應(yīng)的矩形饋電片饋電耦合連接。

所述第二微帶單元包括有圓環(huán)形的環(huán)形輻射臂，所述環(huán)形輻射臂向內(nèi)延伸出有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的橫桿，每個(gè)橫桿向中心延伸出弧形的弧形輻射臂。

其中，兩個(gè)饋電耦合片相鄰處均設(shè)有一個(gè)耦合缺口。

其中，所述第一PCB板及第二PCB板疊加在一起時(shí)，每個(gè)橫桿位于相應(yīng)微帶振集的梯形振子臂的垂直投影區(qū)域內(nèi)。

其中，每個(gè)第一角臂和第二角臂的三個(gè)角均為圓弧角。

其中，兩個(gè)弧形輻射臂之間的最大距離為M，最小距離為N，條形空槽的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則M=N+0.86L。

其中，所述第一PCB板和第二PCB板均為正方形，所述第一PCB板的四個(gè)角處設(shè)有L形的隔離微帶臂；

其中，兩個(gè)微帶振集中間設(shè)有兩個(gè)T形寄生振子臂；

其中，所述第一PCB板和第二PCB板均為正方形，且第一PCB板和第二PCB板均有兩個(gè)邊上設(shè)有矩形寄生振子臂；

本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)優(yōu)良的雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)不斷試驗(yàn)和參數(shù)調(diào)整下，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的前后比特性較好的天線性能及增益。本天線具有低剖面、寬帶、高增益的特點(diǎn)，天線10dB阻抗帶寬28 .4％，單個(gè)天線平均增益8 .2dBi。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是第一PCB板的俯視圖；

圖3是第二PCB板的俯視圖；

圖4是微帶振集的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明天線具體實(shí)施例的S11參數(shù)的仿真和測(cè)試曲線圖。

圖6是本發(fā)明天線具體實(shí)施例的增益仿真測(cè)試曲線圖和效率測(cè)試曲線圖；

圖7是本發(fā)明天線具體實(shí)施例在5GHz的歸一化輻射方向圖。

圖1至圖7中的附圖標(biāo)記說(shuō)明：

H1-第一PCB板；H11-梯形振子臂；H12-弧形連接臂；H13-第一角臂；H14-第二角臂；H15-條形空槽；H16-鏤空單元；H17-形鏤空桿；

H2-第二PCB板；H21-環(huán)形輻射臂；H22-橫桿；H23-弧形輻射臂；

H3-矩形饋電片；H4-矩形寄生振子臂；H5-隔離微帶臂；H6-T形寄生振子臂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，并不是把本發(fā)明的實(shí)施范圍局限于此。

如圖1至圖7所示，本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，包括有疊加在一起的第一PCB板H1及第二PCB板H2；所述第一PCB板H1頂面設(shè)有第一微帶單元，所述第一微帶單元包括有兩個(gè)形狀相同、對(duì)稱設(shè)置微帶振集；所述第二PCB板H2頂面設(shè)有第二微帶單元；第一PCB板H1及第二PCB板H2疊加時(shí)，第二微帶單元位于第二PCB板H2頂面及第一PCB底面；本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，每個(gè)微帶振集包括有一個(gè)梯形的梯形振子臂H11、分別設(shè)于梯形振子臂H11的兩側(cè)的、呈三角形的第一角臂H13和第二角臂H14；第一角臂H13、第二角臂H14與梯形振子臂H11之間均連設(shè)有弧形連接臂H12；每個(gè)第一角臂H13和第二角臂H14的一個(gè)角均指向第一PCB板H1的中心；每個(gè)第一角臂H13和第二角臂H14靠近第一PCB板H1中心的角處設(shè)有條形空槽H15；每個(gè)第一角臂H13和第二角臂H14上還設(shè)有鏤空單元H16，鏤空單元H16包括有F形鏤空桿H17；每個(gè)微帶振集還包括有一個(gè)矩形饋電片H3，每個(gè)微帶振集的梯形振子臂H11分別與對(duì)應(yīng)的矩形饋電片H3饋電耦合連接。所述第二微帶單元包括有圓環(huán)形的環(huán)形輻射臂H21，所述環(huán)形輻射臂H21向內(nèi)延伸出有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的橫桿H22，每個(gè)橫桿H22向中心延伸出弧形的弧形輻射臂H23。第一PCB板H1及第二PCB板H2疊加時(shí)，第一微帶單元和第二微帶單元相互作用時(shí)，在盡可能的避免耦合干擾后，其能達(dá)到優(yōu)異的天線特性，參照?qǐng)D5，本發(fā)明實(shí)施例仿真與測(cè)試的|S11|參數(shù)較為吻合，測(cè)試的10dB阻抗帶寬是28.4％，阻帶|S11|接近于0。參照?qǐng)D6，本發(fā)明實(shí)施例仿真與測(cè)試的增益曲線比較吻合，測(cè)試通帶內(nèi)平均增益8.2dBi,并且在通帶邊沿有很高的滾降度，在很寬的阻帶內(nèi)帶外抑制超過(guò)20dBi，0～10GHz范圍內(nèi)有較好的濾波效果。本發(fā)明實(shí)施例的帶內(nèi)效率高達(dá)95％。參閱圖7，中心頻率5GHz的歸一化方向圖。最大輻射方向在輻射體的正上方，主極化比交叉極化大25dBi以上。通帶內(nèi)其他頻率的方向圖與5GHz的方向圖類似，整個(gè)通帶內(nèi)方向圖穩(wěn)定。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，兩個(gè)饋電耦合片相鄰處均設(shè)有一個(gè)耦合缺口。可以有效降低耦合干擾。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，所述第一PCB板H1及第二PCB板H2疊加在一起時(shí)，每個(gè)橫桿H22位于相應(yīng)微帶振集的梯形振子臂H11的垂直投影區(qū)域內(nèi)。增加增益，減少場(chǎng)外干擾。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，每個(gè)第一角臂H13和第二角臂H14的三個(gè)角均為圓弧角。電流更圓滑，增加帶寬。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，兩個(gè)弧形輻射臂H23之間的最大距離為M，最小距離為N，條形空槽H15的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則M=N+0.86L。滿足該公式的時(shí)候，測(cè)試通帶內(nèi)平均增益可達(dá)到9.15dBi的水平。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，所述第一PCB板H1和第二PCB板H2均為正方形，所述第一PCB板H1的四個(gè)角處設(shè)有L形的隔離微帶臂H5；增加隔離性，減少駐波比。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，兩個(gè)微帶振集中間設(shè)有兩個(gè)T形寄生振子臂H6；具體的一個(gè)T形寄生振子臂H6的凸臂設(shè)于兩個(gè)微帶振集的相鄰兩個(gè)第一角臂H13之間，另一個(gè)T形寄生振子臂H6的凸臂設(shè)于兩個(gè)微帶振集的相鄰兩個(gè)第一角臂H13之間，能有效降低駐波比，提高天線特性。

本實(shí)施例所述的一種微帶雙層天線，所述第一PCB板H1和第二PCB板H2均為正方形，且第一PCB板H1和第二PCB板H2均有兩個(gè)邊上設(shè)有矩形寄生振子臂H4；有效增加增益。

以上所述僅是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，包含在本發(fā)明專利申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。