專利名稱：基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻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，尤其涉及一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線。
背景技術(shù)：
作為有線局域網(wǎng)(Local Area Network, LAN)的延伸，WLAN以無(wú)線多址信道作為傳輸媒介，提供了傳統(tǒng)LAN的功能，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)、隨地寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。并且隨著其應(yīng)用的不斷發(fā)展，其易安裝、易擴(kuò)展、易管理、易維護(hù)、高移動(dòng)性等特點(diǎn)日益凸現(xiàn)，并逐漸顯示了其空前的發(fā)展前景。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。微帶天線具有體積小，重量輕，低剖面，能與載體共型，制造簡(jiǎn)單，成本低， 易集成，容易實(shí)現(xiàn)雙頻、多頻段工作等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此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WLAN的雙頻、多頻帶微帶天線也正在得到研究和開發(fā)。目前市場(chǎng)上無(wú)線局域網(wǎng)中的微帶天線一般是將圓形或矩形貼片開槽來(lái)提高定向性，但是損耗大，功率小。EBG (Electromagnetic Bandgap，電磁帶隙結(jié)構(gòu))是一種具有帶阻特性、慢波特性、高等效特性阻抗特性的周期性微波結(jié)構(gòu)。通過(guò)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。利用這種EBG結(jié)構(gòu)和微帶天線相結(jié)合可以有效抑制不需要的頻段，實(shí)現(xiàn)雙頻微帶天線。
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)中頻帶窄、損耗大，增益低的不足，提供一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線包括微帶基板、開口凸字型輻射貼片、電磁帶隙輻射單元、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬接地板；8個(gè)電磁帶隙輻射單元分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)，在阻抗匹配輸入傳輸線兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)，微帶基板的上表面設(shè)有開口凸字型輻射貼片、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)、阻抗匹配輸入傳輸線，開口凸字型輻射貼片下端與阻抗匹配輸入傳輸線相連， 微帶基板的下表面設(shè)有與阻抗匹配輸入傳輸線和電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板，電磁帶隙輻射單元為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過(guò)微帶基板和矩形金屬接地板。所述的微帶基板為Taconic-RF-35材料。所述的微帶基板的長(zhǎng)度為50mm 52mm， 寬度為38mm 40mm。所述的電磁帶隙輻射單元為正方形，正方形邊長(zhǎng)為4mm 4. 2mm。所述的電磁帶隙輻射單元之間的間距相等，間距為0. 2mm 0. 3mm。所述的電磁帶隙輻射單元中間圓孔的半徑為0. 4mm 0. 6mm。所述的開口凸字型輻射貼片與阻抗匹配輸入傳輸線采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω，阻抗匹配輸入傳輸線的微帶線寬度為2. 7mnT2. 75mm。 所述的矩形金屬接地板的長(zhǎng)度與微帶基板的長(zhǎng)度相等，寬度為17mm 18mm。本實(shí)用新型具有增益高，損耗低、雙頻工作，成本低，易于制作，滿足無(wú)線局域網(wǎng)的要求。


圖1是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線的結(jié)構(gòu)后視圖；圖3是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在l、GHz時(shí)的插入損耗曲線圖；圖4是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)E面的輻射方向圖；圖5是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)H面的輻射方向圖；圖6是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在5. 8GHz時(shí)E面的輻射方向圖；圖7是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在5. 8GHz時(shí)H面的輻射方向圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線包括微帶基板1、開口凸字型輻射貼片2、電磁帶隙輻射單元3、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4、阻抗匹配輸入傳輸線5、矩形金屬接地板6 ；8個(gè)電磁帶隙輻射單元3分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu) 4，在阻抗匹配輸入傳輸線5兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4，微帶基板1的上表面設(shè)有開口凸字型輻射貼片2、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4、阻抗匹配輸入傳輸線5，開口凸字型輻射貼片2下端與阻抗匹配輸入傳輸線5相連，微帶基板1的下表面設(shè)有與阻抗匹配輸入傳輸線5 和電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板6，電磁帶隙輻射單元3為正方形金屬板， 正方形金屬板中間打孔并穿過(guò)微帶基板1和矩形金屬接地板6。所述的微帶基板1為Taconic-RF-35材料。所述的微帶基板1的長(zhǎng)度為50mm 52mm,寬度為38mm 40mm。所述的電磁帶隙輻射單元3為正方形，正方形邊長(zhǎng)為4mm 4.2mm。所述的電磁帶隙輻射單元3之間的間距相等，間距為0. 2mm 0. 3mm。所述的電磁帶隙輻射單元3中間圓孔的半徑為0. 4mm 0. 6mm。所述的開口凸字型輻射貼片2與阻抗匹配輸入傳輸線5采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω，阻抗匹配輸入傳輸線5的微帶線寬度為2. 7mnT2. 75mm。所述的矩形金屬接地板6的長(zhǎng)度與微帶基板1的長(zhǎng)度相等，寬度為 17mm 18mm。實(shí)施例1基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線選擇介電常數(shù)為3. 5的Taconic-RF-35材料制作微帶基板，厚度為1. 52mm。微帶基板的長(zhǎng)度為51. 5mm，寬度為40mm。電磁帶隙輻射單元的長(zhǎng)和寬相等，為4mm。電磁帶隙輻射單元間的間距相等，距相為0.2mm。電磁帶隙輻射單元中間圓孔的半徑為0.5mm。阻抗匹配輸入傳輸線采用微帶線饋電，特性阻抗為50 Ω，饋電端口的寬度為3. 45mm。所述的矩形金屬接地板的高度為17. 7mm。采用R3767CH網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線的插入損耗曲線和增益等輻射特性進(jìn)行了測(cè)量所得的基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在1 8GHz時(shí)的插入損耗曲線如圖3。由圖3可見，在1. 9125 2. 5887GHz 范圍內(nèi)插入損耗小于-10dB，完全可以覆蓋無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2. 4GHz段2. 40 2. 483GHz的整個(gè)頻率范圍；在5. 1251 6. 1445GHz范圍內(nèi)插入損耗小于_10dB，完全可以覆蓋無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)5. 8GHz段5. 725 5. 85GHz的整個(gè)頻率范圍?；陔姶艓督Y(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)的E面輻射方向圖如圖4，天線的主瓣增益達(dá)2. 8dBi，_3dB波束寬度為51°。基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)的H面輻射方向圖如圖5，主瓣增益達(dá)2.72dBi，-3dB波束寬度為52°?；陔姶艓督Y(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在5. 8GHz時(shí)的E面輻射方向圖如圖6，天線的主瓣增益達(dá)9. 7dBi，_3dB波束寬度為64. V ；基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線在5. 8GHz時(shí)的H面輻射方向圖如圖7，主瓣增益達(dá)9. 7dBi, -3dB波束寬度為63. 9°。
權(quán)利要求1.一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于包括微帶基板 (1)、開口凸字型輻射貼片(2)、電磁帶隙輻射單元(3)、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)、阻抗匹配輸入傳輸線(5)、矩形金屬接地板(6);8個(gè)電磁帶隙輻射單元(3)分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)，在阻抗匹配輸入傳輸線(5)兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu) (4)，微帶基板(1)的上表面設(shè)有開口凸字型輻射貼片(2)、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)、阻抗匹配輸入傳輸線(5)，開口凸字型輻射貼片(2)下端與阻抗匹配輸入傳輸線(5)相連，微帶基板(1)的下表面設(shè)有與阻抗匹配輸入傳輸線(5)和電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板(6)，電磁帶隙輻射單元(3)為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過(guò)微帶基板(1)和矩形金屬接地板(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(1)為Taconic-RF-35材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(1)的長(zhǎng)度為50mm 52mm，寬度為38mm 40mm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的電磁帶隙輻射單元(3)為正方形，正方形邊長(zhǎng)為4mm 4. 2mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的電磁帶隙輻射單元(3)之間的間距相等，間距為0. 2mm 0. 3mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的電磁帶隙輻射單元(3)中間圓孔的半徑為0. 4mm 0. 6mm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的開口凸字型輻射貼片(2)與阻抗匹配輸入傳輸線(5)采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω，阻抗匹配輸入傳輸線(5)的微帶線寬度為2. 7mnT2. 75mm。
8.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線，其特征在于所述的矩形金屬接地板(6)的長(zhǎng)度與微帶基板(1)的長(zhǎng)度相等，寬度為17mm 18mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的開口凸字型雙頻微帶天線。8個(gè)電磁帶隙輻射單元分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)，在阻抗匹配輸入傳輸線兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)，微帶基板的上表面設(shè)有開口凸字型輻射貼片、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)、阻抗匹配輸入傳輸線，開口凸字型輻射貼片下端與阻抗匹配輸入傳輸線相連，微帶基板的下表面設(shè)有與阻抗匹配輸入傳輸線和電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板，電磁帶隙輻射單元為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過(guò)微帶基板和矩形金屬接地板。本實(shí)用新型采用微帶天線技術(shù)，采用微帶線饋電方式，成本低，輻射特性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于集成，滿足無(wú)線局域網(wǎng)通信的要求。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK202308313SQ20112045108
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者宋美靜, 李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院