CN103346390B - 元宝形双频宽带微带天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种元宝形双频宽带微带天线。它包括基板、等腰梯形辐射贴片、左侧半圆形辐射贴片、大半圆形辐射贴片、右侧半圆形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板、右侧矩形金属接地板；基板的上表面设有等腰梯形辐射贴片、左侧半圆形辐射贴片、大半圆形辐射贴片、右侧半圆形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板、右侧矩形金属接地板；阻抗匹配输入传输线的一端与等腰梯形辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的另一端与基板的底端相连，左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板的底端均与基板的底端相连。本发明具有损耗低，辐射特性好，双工作频带，结构简单，尺寸小，质量轻，制作成本低，易于集成等优点。

Description

元宝形双频宽带微带天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及一种元宝形双频宽带微带天线。

背景技术

微带天线是在带有导体接地板的介质基板上贴加导体薄片而构成的天线，它利用微带线或同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。根据结构特征，微带天线可分为微带贴片天线、微带振子天线、微带行波天线及微带缝隙天线等。其中，微带贴片天线是最典型、最常用的微带天线形式。和常用的微波天线相比，微带天线有如下一些优点：(1)体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形，并且除了在馈电点处要开出引线孔外，不破坏载体的机械结构，这对于高速飞行器特别有利；(2)电性能多样化：不同设计的微带单元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整，易于得到各种极化，特殊设计的微带天线还可以在双频或多频段工作；(3)能和有源器件、电路集成为统一的组件，因此适合大规模生产，简化了整机的制作和调试，大大降低了成本。

近年来，由于通信系统向着大容量，多功能和智能化的趋势发展，微带天线的双频特性和宽带设计引起了人们很大兴趣。因此非常有必要进行双频宽带微带天线的研究设计工作。

发明内容

本发明是为了克服现有技术在无线局域网中损耗大，增益低的不足，提供一种性能优良的元宝形双频宽带微带天线。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

元宝形双频宽带微带天线包括基板、等腰梯形辐射贴片、左侧半圆形辐射贴片、大半圆形辐射贴片、右侧半圆形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板、右侧矩形金属接地板；基板的上表面设有等腰梯形辐射贴片、左侧半圆形辐射贴片、大半圆形辐射贴片、右侧半圆形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板、右侧矩形金属接地板；左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板对称分布在阻抗匹配输入传输线的两侧；左侧半圆形辐射贴片、大半圆形辐射贴片、右侧半圆形辐射贴片的底端均与等腰梯形辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的一端与等腰梯形辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的另一端与基板的底端相连，左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板的底端均与基板的底端相连。

所述的基板为罗杰斯材料，基板的长度为44mm～46mm，宽度为38mm～40mm。所述的等腰梯形辐射贴片的上底长为36mm～38mm，下底长为20mm～22mm，高为10mm～12mm。所述的左侧半圆形辐射贴片和右侧半圆形辐射贴片的半径均为5mm～6mm。所述的大半圆形辐射贴片的半径为8mm～9mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为18mm～19mm，宽度为3.2mm～3.4mm。所述的左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板的尺寸参数相同，长度均为20mm～22mm，宽度均为16mm～18mm。

本发明的元宝形双频宽带微带天线具有损耗低，辐射特性好，双工作频带，结构简单，尺寸小，质量轻，制作成本低，易于集成等优点。

附图说明

图1是元宝形双频宽带微带天线的结构示意图；

图2是元宝形双频宽带微带天线的S参数曲线图；

图3是天线在3.5GHz时的E面辐射方向图；

图4是天线在3.5GHz时的H面辐射方向图；

图5是天线在7.15GHz时的E面辐射方向图；

图6是天线在7.15GHz时的H面辐射方向图。

具体实施方式

如图1所示，元宝形双频宽带微带天线包括基板1、等腰梯形辐射贴片2、左侧半圆形辐射贴片3、大半圆形辐射贴片4、右侧半圆形辐射贴片5、阻抗匹配输入传输线6、左侧矩形金属接地板7、右侧矩形金属接地板8；基板1的上表面设有等腰梯形辐射贴片2、左侧半圆形辐射贴片3、大半圆形辐射贴片4、右侧半圆形辐射贴片5、阻抗匹配输入传输线6、左侧矩形金属接地板7、右侧矩形金属接地板8；左侧矩形金属接地板7和右侧矩形金属接地板8对称分布在阻抗匹配输入传输线6的两侧；左侧半圆形辐射贴片3、大半圆形辐射贴片4、右侧半圆形辐射贴片5的底端均与等腰梯形辐射贴片2相连，阻抗匹配输入传输线6的一端与等腰梯形辐射贴片2相连，阻抗匹配输入传输线6的另一端与基板1的底端相连，左侧矩形金属接地板7和右侧矩形金属接地板8的底端均与基板1的底端相连。

所述的基板1为罗杰斯材料，基板1的长度为44mm～46mm，宽度为38mm～40mm。所述的等腰梯形辐射贴片2的上底长为36mm～38mm，下底长为20mm～22mm，高为10mm～12mm。所述的左侧半圆形辐射贴片3和右侧半圆形辐射贴片5的半径均为5mm～6mm。所述的大半圆形辐射贴片4的半径为8mm～9mm。所述的阻抗匹配输入传输线6的长度为18mm～19mm，宽度为3.2mm～3.4mm。所述的左侧矩形金属接地板7和右侧矩形金属接地板8的尺寸参数相同，长度均为20mm～22mm，宽度均为16mm～18mm。

实施例1

选择介电常数为2.2的罗杰斯材料制作微带基板，厚度为1.6mm。基板的长度为44mm，宽度为38mm。等腰梯形辐射贴片的上底长为36mm，下底长为20mm，高为10mm。左侧半圆形辐射贴片和右侧半圆形辐射贴片的半径均为5mm。大半圆形辐射贴片的半径为8mm。阻抗匹配输入传输线的长度为18mm，宽度为3.2mm。左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板的尺寸参数相同，长度均为20mm，宽度均为16mm。元宝形双频宽带微带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试分析，所得的S参数曲线如附图2所示，由图可见，-10dB以下的工作频段为2.65GHz～5.0GHz和6.41GHz～8.04GHz。图3-4所示为天线在3.5GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为3.5GHz时，增益为3.1dBi，半功率波瓣宽度为79.1°。图5-6所示为天线在7.15GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为7.15GHz时，增益为2.8dBi，半功率波瓣宽度为61.0°。

Claims (7)

1.一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于包括基板(1)、等腰梯形辐射贴片(2)、左侧半圆形辐射贴片(3)、大半圆形辐射贴片(4)、右侧半圆形辐射贴片(5)、阻抗匹配输入传输线(6)、左侧矩形金属接地板(7)、右侧矩形金属接地板(8)；基板(1)的上表面设有等腰梯形辐射贴片(2)、左侧半圆形辐射贴片(3)、大半圆形辐射贴片(4)、右侧半圆形辐射贴片(5)、阻抗匹配输入传输线(6)、左侧矩形金属接地板(7)、右侧矩形金属接地板(8)；左侧矩形金属接地板(7)和右侧矩形金属接地板(8)对称分布在阻抗匹配输入传输线(6)的两侧；左侧半圆形辐射贴片(3)、大半圆形辐射贴片(4)、右侧半圆形辐射贴片(5)的底端均与等腰梯形辐射贴片(2)相连，阻抗匹配输入传输线(6)的一端与等腰梯形辐射贴片(2)相连，阻抗匹配输入传输线(6)的另一端与基板(1)的底端相连，左侧矩形金属接地板(7)和右侧矩形金属接地板(8)的底端均与基板(1)的底端相连。

2.根据权利要求1所述的一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于所述的基板(1)为罗杰斯材料，基板(1)的长度为44mm～46mm，宽度为38mm～40mm。

3.根据权利要求1所述的一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于所述的等腰梯形辐射贴片(2)的上底长为36mm～38mm，下底长为20mm～22mm，高为10mm～12mm。

4.根据权利要求1所述的一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于所述的左侧半圆形辐射贴片(3)和右侧半圆形辐射贴片(5)的半径均为5mm～6mm。

5.根据权利要求1所述的一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于所述的大半圆形辐射贴片(4)的半径为8mm～9mm。

6.根据权利要求1所述的一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线(6)的长度为18mm～19mm，宽度为3.2mm～3.4mm。

7.根据权利要求1所述的一种元宝形双频宽带微带天线，其特征在于所述的左侧矩形金属接地板(7)和右侧矩形金属接地板(8)的尺寸参数相同，长度均为20mm～22mm，宽度均为16mm～18mm。