基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線。它包括上層金屬圓盤、中層貼片、下層接地板、同軸饋線；金屬接地板上中心開有圓形開槽，圓形開槽兩側(cè)分別開有右弓字形開槽和左弓字形開槽，中層貼片設(shè)有外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓，外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓三者用通過(guò)軸心的矩形條相連，上層金屬圓盤與中層貼片的中心圓通過(guò)同軸饋線相連。本發(fā)明具有方向性強(qiáng)、輻射特性好、頻段低、質(zhì)量輕、制作方便及易于集成等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線，尤其涉及一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是所有無(wú)線通信系統(tǒng)不可或缺的部分，承擔(dān)著將發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)化成電磁波的形式以向空間傳播，或?qū)⒆杂煽臻g中的電磁信號(hào)傳化成高頻信號(hào)以供接收機(jī)接收，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的空間信號(hào)交換過(guò)程。隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，硬件研發(fā)條件的不斷進(jìn)步，為了更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的傳輸，對(duì)天線的性能上也提出了更高的要求，在當(dāng)今無(wú)線通信設(shè)備廣泛應(yīng)用的大環(huán)境下，天線的重要性更是與日俱增，各種天線技術(shù)的研究和更高的技術(shù)指標(biāo)的要求使得天線技術(shù)迎來(lái)了又一個(gè)發(fā)展的重大機(jī)遇。
[0003]很多年來(lái)，開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)在超材料設(shè)計(jì)中被當(dāng)作晶格使用。最重要的應(yīng)用之一是微波集成電路的設(shè)計(jì)，另外還有小型天線、人工磁導(dǎo)體的設(shè)計(jì)以及陷波濾波器在超寬帶天線中的實(shí)現(xiàn)等。這些應(yīng)用都使得其很多性能特征備受關(guān)注。隨著這種結(jié)構(gòu)在天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，它的缺陷也逐漸被發(fā)現(xiàn)，尤其是在工程應(yīng)用中。例如，滿足條件的帶寬很窄，導(dǎo)致可實(shí)現(xiàn)的增益值受限制，且制作過(guò)程也很繁瑣。因此，合理使用它的結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)期 望的性能特征意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線。
[0005]基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線包括上層金屬圓盤、中層貼片、下層接地板、同軸饋線；金屬接地板上中心開有圓形開槽，圓形開槽兩側(cè)分別開有右弓字形開槽和左弓字形開槽，中層貼片設(shè)有外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓，外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓三者用通過(guò)軸心的矩形條相連，上層金屬圓盤與中層貼片的中心圓通過(guò)同軸饋線相連。
[0006]所述的上層金屬圓盤的半徑為15mm~20mm,與中層貼片的距離為5mnT7mm。所述的中層貼片的外圓環(huán)的半徑分別為80mm~82mm,69mm~71mm,內(nèi)圓環(huán)的半徑分別為52mm~54mm, 44mm~46mm,兩圓環(huán)的寬度均為中心圓半徑為27mm~29mm,連接三者的矩形條寬度為8mnT9mm。所述的下層接地板半徑為150mm~155mm,與中層貼片的距離為50mnT55mm。所述的同軸饋線內(nèi)芯半徑為0.7mm~Imm,外圍為聚四氟乙烯材料,外半徑為
1.4mm~1.6mm,其長(zhǎng)度均為60mm~65mm。
[0007]所述的圓形開槽的半徑為66mm~68mm。所述的右弓字形開槽和左弓字形開槽均與圓形開槽相連，其尺寸參數(shù)相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數(shù)第二筆外長(zhǎng)度均為30mm~32mm,倒數(shù)第二筆的長(zhǎng)度為19mnT21mm,豎畫除最后一筆外長(zhǎng)度均為24mnT26mm,最后一筆長(zhǎng)度為15mnTl7mm,槽的寬度均為8mm~10mm。
[0008]本發(fā)明的基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線具有方向性強(qiáng)、輻射特性好、頻段低、質(zhì)量輕、制作方便及易于集成等優(yōu)點(diǎn)?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線的金屬接地板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線的回波損耗圖；
圖4是基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線在300MHz時(shí)的E面輻射方向圖；
圖5是基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線在300MHz時(shí)的H面輻射方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖f 2所示，基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線包括上層金屬圓盤1、中層貼片
2、下層接地板3、同軸饋線4 ;金屬接地板3上中心開有圓形開槽5，圓形開槽5兩側(cè)分別開有右弓字形開槽6和左弓字形開槽7，中層貼片2設(shè)有外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓，外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓三者用通過(guò)軸心的矩形條相連，上層金屬圓盤I與中層貼片2的中心圓通過(guò)同軸饋線4相連。金屬圓盤1、中層貼片2、下層接地板3同軸上、中、下放置。
[0011]所述的上層金屬圓盤I的半徑為15mm?20mm,與中層貼片2的距離為5mnT7mm。所述的中層貼片2的外圓環(huán)的半徑分別為80mm?82mm, 69mm?71mm,內(nèi)圓環(huán)的半徑分別為52mm?54mm, 44mm?46mm,兩圓環(huán)的寬度均為中心圓半徑為27mm?29mm,連接三者的矩形條寬度為8mnT9mm。所述的下層接地板3半徑為150mm?155mm,與中層貼片2的距離為50mnT55mm。所述的同軸饋線4內(nèi)芯半徑為0.7mm?Imm,夕卜圍為聚四氟乙烯材料,夕卜半徑為1.4mm?1.6mm,其長(zhǎng)度均為BOmm?65mm。所述的圓形開槽5的半徑為66mm?68mm。所述的右弓字形開槽6和左弓字形開槽7均與圓形開槽5相連，其尺寸參數(shù)相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數(shù)第二筆外長(zhǎng)度均為30mm?32mm,倒數(shù)第二筆的長(zhǎng)度為19mnT21mm,豎畫除最后一筆外長(zhǎng)度均為24mnT26mm,最后一筆長(zhǎng)度為15mnTl7mm,槽的寬度均為8mm?10mnin
[0012]實(shí)施例1
上層金屬圓盤的半徑為15mm，與中層貼片的距離為5mm。中層貼片的外圓環(huán)的半徑分別為80mm, 69mm,內(nèi)圓環(huán)的半徑分別為52mm, 44mm,兩圓環(huán)的寬度均為8mm,中心圓半徑為27mm,連接三者的矩形條寬度為8mm。下層接地板半徑為150mm,與中層貼片的距離為50mm。同軸饋線內(nèi)芯半徑為0.7mm,夕卜圍為聚四氟乙烯材料,夕卜半徑為1.4mm,其長(zhǎng)度均為60mm。圓形開槽的半徑為66_。右弓字形開槽和左弓字形開槽均與圓形開槽相連，其尺寸參數(shù)相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數(shù)第二筆外長(zhǎng)度均為30mm，倒數(shù)第二筆的長(zhǎng)度為19mm，豎畫除最后一筆外長(zhǎng)度均為24mm,最后一筆長(zhǎng)度為15mm,槽的寬度均為8mm?；诨パa(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線的各項(xiàng)性能指標(biāo)采用CST軟件進(jìn)行測(cè)試分析，所得的回波損耗曲線如附圖3所示，由圖可見，-1OdB以下的工作頻段為298MHz?301MHz。圖4所示為天線在299.7MHz時(shí)的E面方向圖，由圖可見，在頻率為299.7MHz時(shí)，增益為6.1dBi，半功率波瓣寬度為58°。圖5所示為天線在299.7MHz時(shí)的H面方向圖，由圖可見，在頻率為299.7MHz時(shí)，增益為6.3dBi，半功率波瓣寬度為107。。
【權(quán)利要求】
1.一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于包括上層金屬圓盤(I)、中層貼片(2)、下層接地板(3)、同軸饋線(4);金屬接地板(3)上中心開有圓形開槽(5)，圓形開槽(5)兩側(cè)分別開有右弓字形開槽(6)和左弓字形開槽(7)，中層貼片(2)設(shè)有外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓，外圓環(huán)、內(nèi)圓環(huán)和中心圓三者用通過(guò)軸心的矩形條相連,上層金屬圓盤(I)與中層貼片(2)的中心圓通過(guò)同軸饋線(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于所述的上層金屬圓盤(I)的半徑為15mm?20mm,與中層貼片(2)的距離為5mnT7mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于所述的中層貼片(2)的外圓環(huán)的半徑分別為80mm?82mm,69mm?71mm,內(nèi)圓環(huán)的半徑分別為52mm?54mm, 44mm?46mm,兩圓環(huán)的寬度均為中心圓半徑為27mm?29mm,連接三者的矩形條寬度為8mnT9mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于所述的下層接地板(3)半徑為150mm?155mm,與中層貼片(2)的距離為50mnT55mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于所述的同軸饋線(4)內(nèi)芯半徑為0.7mm?Imm,外圍為聚四氟乙烯材料,夕卜半徑為1.4mm?1.6mm,其長(zhǎng)度均為60mm?65mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于所述的圓形開槽(5)的半徑為66mm?68mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)的低剖面天線，其特征在于所述的右弓字形開槽(6)和左弓字形開槽(7)均與圓形開槽(5)相連，其尺寸參數(shù)相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數(shù)第二筆外長(zhǎng)度均為30mm?32mm,倒數(shù)第二筆的長(zhǎng)度為19mnT21mm,豎畫除最后一筆外長(zhǎng)度均為24mnT26mm,最后一筆長(zhǎng)度為15mnTl7mm,槽的寬度均為8mm?10mnin
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK103794847SQ201410022094
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院