專利名稱:基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線的制作方法
技術(shù)領域:
本實用新型涉及天線,尤其涉及一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線。
背景技術(shù):
微帶天線具有體積小,重量輕,低剖面,能與載體共型,制造簡單,成本低,易集成,容易實現(xiàn)雙頻、多頻段工作等諸多優(yōu)點,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)。微帶天線的單元增益較低,因此常采用由微帶貼片 單元組成的微帶陣列天線來獲得更大的增益或?qū)崿F(xiàn)特定的方向性。陣列天線可以實現(xiàn)單個天線所無法實現(xiàn)的復雜功能,具有更大的靈活性、更高的信號容量,能顯著提高系統(tǒng)的性能。目前市場上無線局域網(wǎng)中的微帶天線一般是將圓形或矩形貼片開槽來提高定向性,但是增益仍比較低,損耗大,功率小。在WLAN應用中,損耗成為獲得較大增益的重要限制因素。因此,迫切需要提出一種高增益、低損耗的天線來滿足WLAN通信系統(tǒng)的要求。SRR,是一種負介電常數(shù)和負磁導率的左手材料,將開口環(huán)結(jié)構(gòu)與微帶天線的結(jié)合能夠在結(jié)構(gòu)上新穎,尺寸上小型化,不僅可以滿足各個頻段的需求,而且在性能上能夠較容易滿足,因此,迫切需要研究出基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)在無線局域網(wǎng)中損耗大,增益低的不足,提供一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線。為了達到上述目的,本實用新型的技術(shù)方案如下基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線包括微帶基板、凹型輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬接地板;微帶基板的上表面設有凹型輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線,凹型輻射貼片底部與阻抗匹配輸入傳輸線相連,微帶基板的下表面設有矩形金屬接地板,矩形金屬接地板表面設有開口圓環(huán)諧振器,開口圓環(huán)諧振器包含6個開口圓環(huán)諧單元,分成兩列,間距為0. 5mm Imm,每列包含等間距排列的3個開口圓環(huán)諧單元,間距為0. Imm 0. 3mm n所述的微帶基板為teflon材料。所述的微帶基板的長為24mm 26mm,寬為23mm 26mm。所述的凹型福射貼片的長為17mm 18mm,寬為17 18mm,凹型槽深度為6mm 7mm,寬為8 mm 9 mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線的寬為5. 5mm 6. 6mm,長度為11 _ 12 _。所述的凹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50Q。所述的開口圓環(huán)諧單元從外至內(nèi)環(huán)設有三個圓環(huán),外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)半徑分別為3mm 3. 5mm, 2. 5mm 3mm,2mm 2. 5mm,環(huán)的寬度為 0. 2mm 0. 3mm。本實用新型采用接地板開槽技術(shù),并且微帶基板使用teflon材料,具有增益高,損耗低,成本低,交叉極化特性和輻射特性好,結(jié)構(gòu)簡單,便于集成。
圖I是基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線的結(jié)構(gòu)主視圖;圖2是基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線的結(jié)構(gòu)后視圖;圖3是基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線的插入損耗圖;圖4是基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線在5. 5GHz時的E面輻射方向圖;圖5是基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線在5. 5GHz時的H面輻射方向圖。
具體實施方式
如圖I所示,基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線包括微帶基板I、凹型輻射貼片2、阻抗匹配輸入傳輸線3、矩形金屬接地板4 ;微帶基板I的上表面設有凹型輻射貼片2、阻抗匹配輸入傳輸線3,凹型輻射貼片2底部與阻抗匹配輸入傳輸線3相連,微帶基板I的下表面設有矩形金屬接地板4,矩形金屬接地板4表面設有開口圓環(huán)諧振器5,開口圓環(huán)諧振器5包含6個開口圓環(huán)諧單元6,分成兩列,間距為0. 5mm Imm,每列包含等間距排列的3個開口圓環(huán)諧單元6,間距為0. Imm 0. 3mm。所述的微帶基板I為teflon材料。所述的微帶基板I的長為24mm 26mm,寬為23mm 26mm。所述的凹型福射貼片2的長為17mm 18mm,寬為17 18mm,凹型槽深度為6mm 7mm,寬為8 mm 9 mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線3的寬為5. 5mm 6. 6mm,長度為11 mm 12 _。所述的凹型福射貼片2與阻抗匹配輸入傳輸線3采用微帶線饋電連接,特性阻抗為50 Q。所述的開口圓環(huán)諧單元6從外至內(nèi)環(huán)設有三個圓環(huán),外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)半徑分別為3mm 3. 5mm, 2. 5mm 3mm, 2mm 2. 5mm,環(huán)的寬度為0. 2mm 0. 3mm。根據(jù)設計需要,可改變開口圓環(huán)諧單元6的橫向間距或者開口圓環(huán)諧單元6的環(huán)的邊長,提高定向性,改善天線性能。實施例I基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線選擇介電常數(shù)為2. 65的teflon材料制作微帶基板,厚度為2 mm。微帶基板的長為25mm,寬為25mm。凹型福射貼片的長為17. 5mm,寬為17mm,凹槽深度為6. 2mm寬為8 mm。阻抗匹配輸入傳輸線的寬為6mm,長為11. 6_。凹型福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 Q。開口圓環(huán)諧單元從外至內(nèi)環(huán)設有三個圓環(huán),外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)半徑分別為3. 25mm, 2. 85mm, 2. 45mm,環(huán)的寬度為0. 2mm 0. 3mm?;陂_口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線的各項性能指標采用CST軟件進行測試,所得的插入損耗曲線如附圖3。由圖可見,-IOdB以下的工作頻段分別為5. 4-5. 6GHz,中心頻率在5. 5GHz,完全可以符合Wimax頻段標準。圖4-5所示為基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線在5. 5GHz時的E面和H面方向圖,從圖中可以看出,增益為6. 7dBi,半功率波瓣寬度為86. 3°。
權(quán)利要求1.一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于包括微帶基板(I)、凹型輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入傳輸線(3)、矩形金屬接地板(4);微帶基板(I)的上表面設有凹型輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入傳輸線(3),凹型輻射貼片(2)底部與阻抗匹配輸入傳輸線(3)相連,微帶基板(I)的下表面設有矩形金屬接地板(4),矩形金屬接地板(4)表面設有開口圓環(huán)諧振器(5),開口圓環(huán)諧振器(5)包含6個開口圓環(huán)諧單元(6),分成兩列,間距為·0. 5mm Imm ,每列包含等間距排列的3個開口圓環(huán)諧單元(6),間距為0. Imm 0. 3mm。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于所述的微帶基板(I)為teflon材料。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于所述的微帶基板(I)的長為24mm 26mm,寬為23mm 26mm。
4.如權(quán)利要求I所述的一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于所述的凹型福射貼片(2)的長為17mm 18mm,寬為17 18mm,凹型槽深度為6mm 7mm,寬為8mm 9 mnin
5.如權(quán)利要求I所述的一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于所述的阻抗匹配輸入傳輸線(3)的寬為5. 5mm 6. 6mm,長度為11 mm 12 mm。
6.如權(quán)利要求I所述的一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于所述的凹型輻射貼片(2)與阻抗匹配輸入傳輸線(3)采用微帶線饋電連接,特性阻抗為50 Q。
7.如權(quán)利要求I所述的一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,其特征在于所述的開口圓環(huán)諧單元(6)從外至內(nèi)環(huán)設有三個圓環(huán),外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)半徑分別為3mm 3. 5mm,·2. 5臟 3臟,2mm 2. 5臟,環(huán)的寬度為0. 2mm 0. 3臟。
專利摘要本實用新型公開了一種基于開口圓環(huán)結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線。它包括微帶基板、凹型輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬接地板;微帶基板的上表面設有凹型輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線,凹型輻射貼片底部與阻抗匹配輸入傳輸線相連,微帶基板的下表面設有矩形金屬接地板,矩形金屬接地板表面設有開口圓環(huán)諧振器,開口圓環(huán)諧振器包含6個開口圓環(huán)諧單元,分成兩列,間距為0.5mm~1mm,每列包含等間距排列的3個開口圓環(huán)諧單元,間距為0.1mm~0.3mm。本實用新型采用接地板開槽技術(shù),并且微帶基板使用teflon材料,具有增益高,損耗低,成本低,交叉極化特性和輻射特性好,結(jié)構(gòu)簡單,便于集成。
文檔編號H01Q1/38GK202585737SQ201220205228
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者任榮凱, 李九生, 宋美靜 申請人:中國計量學院