本發(fā)明涉及無線通信技術領域,具體為一種應用于WLAN頻段的介質諧振器天線。
背景技術:
近年來,隨著無線通信系統(tǒng)的迅猛發(fā)展,人們不斷對通信系統(tǒng)提出新的標準、開發(fā)新的技術,從早期的GSM、CDMA、WCDMA到現(xiàn)在的TD-SCDMA、WLAN、WiMAX等,微波頻段劃分的越來越細。介質諧振器天線在天線家族是重要的部分,并具有很好的設計及應用前景。自1983年介質諧振器天線提出,在過去的30多年中進行了大量的研究并取得重大進展,現(xiàn)已證實了介質諧振器天線在無線電通信系統(tǒng)的優(yōu)勢。
該天線使用槽耦合饋電方式,微帶線通過接地板上開長方形小槽對介質諧振器進行饋電,然后利用介質諧振器的特點發(fā)射接收電磁場與電磁波,為了防止電磁波的散射,在天線的上端加入反射板來提高天線的回波損耗S11、駐波比VSWR、增益Gain。該天線可以運用在5.15-5.825GHz的頻帶Wireless Local Area Network(WLAN 無線局域網),并且避免了在其它頻段出現(xiàn)的窄帶系統(tǒng)而形成的頻帶交疊現(xiàn)象從而避免超寬帶通信系統(tǒng)與其他通信系統(tǒng)在工作時產生沖突和干擾。
交叉極化是通信基站天線很重要的一個參數(shù),良好的交叉極化可以抑制多徑效應。但目前市場上的大多數(shù)的介質諧振天線的介質諧振器(如圓柱形、圓臺形或半球形的介質諧振器)的交叉極化較高,性能有待提高,且制作工藝復雜,不利于量產。
技術實現(xiàn)要素:
基于上述原因,本發(fā)明的目的在于,提供一種結構簡單、安裝簡便、體積小、便于量產、接收信號性能好的應用于WLAN頻段的介質諧振器天線。技術方案如下:
一種應用于WLAN頻段的介質諧振器天線,包括介質板,介質板下表面設有微帶線,且微帶線延伸至介質板的左側邊沿;介質板上表面還設有延伸至其左側邊沿的接地板,接地板上開設有U型槽和位于U型槽開口處的矩形槽;還包括固定在接地板上表面的長方體狀的介質諧振器,介質諧振器底面覆蓋到U型槽和矩形槽之上;介質板的左側邊沿設有連接微帶線和接地板的SMA連接器,SMA連接器內設有耦合探針。
進一步的,所述介質諧振器右側壁上設有寄生貼片,寄生貼片還連接到接地板。
更進一步的,所述寄生貼片由金屬銀制成。
更進一步的,所述微帶線為銀鍍層或銅銀混合鍍層。
更進一步的,所述接地板為銀鍍層或銅銀混合鍍層。
更進一步的,所述介質板為高頻PCB板。
更進一步的,所述介質諧振器由陶瓷填料的PTFE復合材料制成。
本發(fā)明的有益效果是:
1)本發(fā)明采用長方體介質諧振器,相比市場其他形狀的介質諧振器天線(狀例如:圓柱形、圓臺型、半球形)的介質諧振器具有交叉極化低,便于制作等優(yōu)勢;
2)本發(fā)明具有結構簡單的優(yōu)點;該天線僅僅使用介質板、介質諧振器和寄生貼片,介質諧振器不需要其他的固定結構置于接地板上,該天線結構簡單,便于量產;
3)本發(fā)明作為移動通信天線輸入阻抗為50Ω,且頻帶寬,相對帶寬小于-10db達到了38.60%,小于-15db的相對帶寬達到了28.57%,效率高及激勵簡單,與微帶天線等其他種類天線相比具有阻抗帶寬大、增益高、尺寸小,便于接收更大頻段的信號,可應用于小型基站或商場中;
4)本發(fā)明對于輸入功率要求較低,具有節(jié)電和環(huán)保的優(yōu)勢。
附圖說明
圖1為本發(fā)明應用于WLAN頻段的介質諧振器天線的結構示意透視圖。
圖2為本發(fā)明應用于WLAN頻段的介質諧振器天線的俯視圖。
圖3為本發(fā)明應用于WLAN頻段的介質諧振器天線的正視圖。
圖4為本發(fā)明應用于WLAN頻段的介質諧振器天線仿真S參數(shù)圖。
圖5為本發(fā)明應用于WLAN頻段的介質諧振器天線仿真輻射特性(增益)圖。
圖6為本發(fā)明應用于WLAN頻段的介質諧振器天線仿真駐波比VSWR圖。
圖中:1- SMA連接器;2-微帶線;3-介質板;4-接地板;5-U型槽;6-寄生貼片;7-介質諧振器;8-耦合探針。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1和圖2所示,一種應用于WLAN頻段的介質諧振器天線,包括介質板3,介質板3下表面設有微帶線2,且微帶線2延伸至介質板3的左側邊沿;介質板3上表面還設有延伸至其左側邊沿的接地板4,接地板4上開設有U型槽5和位于U型槽5開口處的矩形槽;還包括固定在接地板4上表面的長方體狀的介質諧振器7,介質諧振器7底面覆蓋到U型槽5和矩形槽之上;介質板3的左側邊沿設有連接微帶線2和接地板4的SMA連接器1,SMA連接器1內設有耦合探針8。
如圖3所示,本實施例的介質諧振器7右側壁上設有寄生貼片6,寄生貼片6還連接到接地板4。寄生貼片6由金屬銀制成,為薄銀片。
其中,介質板3為高頻PCB電路板,微帶線2和接地板4均為銀鍍層,或者是銅和銀的混合鍍層,兩者分別電鍍于介質板3的上下表面。
介質諧振器7與接地板4、寄生貼片6膠粘或者螺釘連接,在本實施例中,介質諧振器7是通過膠水固定在接地板4上。介質諧振器7材料由陶瓷材料或者陶瓷復合材料制備。
本實實施例的介質諧振天線采用微帶線縫隙耦合饋電方式,通過微帶線2給接地板4上的矩形槽和U型槽5饋電,然后通過槽將電流輸入到介質諧振器7中。為了防止電磁波的散射,在介質諧振器背面附上寄生貼片6,上部加入反射板,可以將天線的性能大幅度提高。
為進一步說明上述技術方案的可實施性,下面給出一個具體設計實例,本設計實例的微帶線2、接地板4和寄生貼片6均采用介電常數(shù)為1.0的金屬銀材料,介質板3采用介電常數(shù)為2.2的高頻PCB電路板,介質諧振器7采用介電常數(shù)為10.2的陶瓷復合材料。仿真結果如圖4的介質諧振器天線仿真S參數(shù)圖所示,該天線的諧振頻率為5.18GHz和6.16GHz,對應回波損耗S11<-10dB的帶寬2.2GHz,兩個諧振點處回波損耗S11<-20dB。該天線的增益可以從圖5的輻射方向圖得到,最大增益達到7.26dBi。如圖6所示,該天線在4.6~6.6GHz的駐波比VSWR<1.5。整個天線的尺寸為長32mm,寬31.4mm,高15mm,尺寸小、結構簡單。