CN103500881A - 背面双半圆开槽式三频段天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背面双半圆开槽式三频段天线。它包括基板、辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、金属接地板；基板的上表面设有辐射贴片和阻抗匹配输入传输线，辐射贴片上设有外侧圆环开槽和内侧圆环开槽；基板的下表面设有金属接地板，金属接地板上设有左侧半圆形开槽和右侧半圆形开槽；阻抗匹配输入传输线的顶端与辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，金属接地板的底端与基板的底端相连。本发明具有损耗低、辐射特性好、多频带、尺寸小型、质量轻、制作成本低、便于集成等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种背面双半圆开槽式三频段天线。
背景技术
超宽带(UWB)技术的最初形式为脉冲无线通信，起源于20世纪40年代。从其出现到20世纪90年代之前，UWB技术主要作为军事技术在雷达和低截获率、低侦测率等通信设备中被加以使用。近年来，随着微电子器件技术和工艺的提高，UWB技术开始应用于民用领域。UWB通信采用下降和上升时间很陆的脉冲调制，且不采用载波。UWB通信也称为脉冲无线、时域或无载波通信。它发射的能量相当小，带宽达到GHz，不占用现已被使用的拥挤的频率带宽，朝着现在需求的语音及数据通信方式发展。UWB要求绝对带宽大于0.5GHz或者相对带宽比高出20％，其传输速率可超100Mbps，具有这样特性的系统称为UWB系统。
微带天线以其低剖面、重量轻、易加工、易共形的特点备受关注，但是微带天线带宽比较窄，实际运用中要求对其带宽展宽。除此之外，通信的快速发展要求天线的小型化以满足小型化设备的需求；因此微带天线的小型化与宽带化成为实际中考虑的关键。
发明内容
本发明提供一种背面双半圆开槽式三频段天线，技术方案如下：
背面双半圆开槽式三频段天线包括基板、辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、金属接地板；基板的上表面设有辐射贴片和阻抗匹配输入传输线，辐射贴片上设有外侧圆环开槽和内侧圆环开槽；基板的下表面设有金属接地板，金属接地板上设有左侧半圆形开槽和右侧半圆形开槽；阻抗匹配输入传输线的顶端与辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，金属接地板的底端与基板的底端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为24mm～26mm，宽度为34mm～36mm。所述的辐射贴片由一个矩形贴片和一个圆弧贴片组成；矩形贴片的长度为14mm～15mm，宽度为22mm～23mm，圆弧贴片所对应的圆心角为120°，半径为12mm～13mm。所述的外侧圆环开槽的外半径为5.5mm～6.0mm，内半径为5.0mm～5.5mm，圆环所对应的圆心角为260°～270°。所述的内侧圆环开槽的外半径为4.0mm～4.5mm，内半径为3.5mm～4.0mm，圆环所对应的圆心角为260°～270°。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为13.7mm～14.0mm，宽度为1.5mm～2.0mm。所述的金属接地板由一个等腰梯形和一个矩形组成；等腰梯形的上底长为10mm～11mm，下底长为24mm～25mm，高为4mm～5mm，矩形的长度为24mm～25mm，宽度为9mm～10mm。所述的左侧半圆形开槽和右侧半圆形开槽尺寸参数相同，半径均为3mm～4mm。
本发明的背面双半圆开槽式三频段天线具有损耗低、辐射特性好、多频带、尺寸小型、质量轻、制作成本低、便于集成等优点。
附图说明
图1是背面双半圆开槽式三频段天线的正面结构示意图；
图2是背面双半圆开槽式三频段天线的背面结构示意图；
图3是背面双半圆开槽式三频段天线的S参数曲线图；
图4是天线在3.10GHz时的E、H面辐射方向图；
图5是天线在3.80GHz时的E、H面辐射方向图；
图6是天线在7.15GHz时的E、H面辐射方向图。
具体实施方式
如图1～2所示，背面双半圆开槽式三频段天线包括基板1、辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线5、金属接地板6；基板1的上表面设有辐射贴片2和阻抗匹配输入传输线5，辐射贴片2上设有外侧圆环开槽3和内侧圆环开槽4；基板1的下表面设有金属接地板6，金属接地板6上设有左侧半圆形开槽7和右侧半圆形开槽8；阻抗匹配输入传输线5的顶端与辐射贴片2相连，阻抗匹配输入传输线5的底端与基板1的底端相连，金属接地板6的底端与基板1的底端相连。
所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度为24mm～26mm，宽度为34mm～36mm。所述的辐射贴片2由一个矩形贴片和一个圆弧贴片组成；矩形贴片的长度为14mm～15mm，宽度为22mm～23mm，圆弧贴片所对应的圆心角为120°，半径为12mm～13mm。所述的外侧圆环开槽3的外半径为5.5mm～6.0mm，内半径为5.0mm～5.5mm，圆环所对应的圆心角为260°～270°。所述的内侧圆环开槽4的外半径为4.0mm～4.5mm，内半径为3.5mm～4.0mm，圆环所对应的圆心角为260°～270°。所述的阻抗匹配输入传输线5的长度为13.7mm～14.0mm，宽度为1.5mm～2.0mm。所述的金属接地板6由一个等腰梯形和一个矩形组成；等腰梯形的上底长为10mm～11mm，下底长为24mm～25mm，高为4mm～5mm，矩形的长度为24mm～25mm，宽度为9mm～10mm。所述的左侧半圆形开槽7和右侧半圆形开槽8尺寸参数相同，半径均为3mm～4mm。
实施例1
选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作微带基板，厚度为1.0mm。基板的长度为24mm，宽度为34mm。辐射贴片由一个矩形贴片和一个圆弧贴片组成；矩形贴片的长度为14mm，宽度为22mm，圆弧贴片所对应的圆心角为120°，半径为12mm。外侧圆环开槽的外半径为5.5mm，内半径为5.0mm，圆环所对应的圆心角为260°。内侧圆环开槽的外半径为4.0mm，内半径为3.5mm，圆环所对应的圆心角为260°。阻抗匹配输入传输线的长度为13.7mm，宽度为1.5mm。金属接地板由一个等腰梯形和一个矩形组成；等腰梯形的上底长为10mm，下底长为24mm，高为4mm，矩形的长度为24mm，宽度为9mm。左侧半圆形开槽和右侧半圆形开槽尺寸参数相同，半径均为3mm。背面双半圆开槽式三频段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3所示，由图可见，-10dB以下的工作频段为2.77GHz～3.42GHz，3.69GHz～5.44GHz和5.93GHz～10.0GHz。图4所示为天线在3.10GHz时的E面和H面方向图，由图可见，当频率为3.10GHz时，增益为2.5dBi，半功率波瓣宽度为83.2°。图5所示为天线在3.80GHz时的E面和H面方向图，由图可见，当频率为3.80GHz时，增益为2.6dBi，半功率波瓣宽度为80.9°。图6所示为天线在7.15GHz时的E面和H面方向图，由图可见，当频率为7.15GHz时，增益为4.5dBi，半功率波瓣宽度为53.3°。
Claims (8)
1.一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于包括基板(1)、辐射贴片(2)、阻抗匹配输入传输线(5)、金属接地板(6)；基板(1)的上表面设有辐射贴片(2)和阻抗匹配输入传输线(5)，辐射贴片(2)上设有外侧圆环开槽(3)和内侧圆环开槽(4)；基板(1)的下表面设有金属接地板(6)，金属接地板(6)上设有左侧半圆形开槽(7)和右侧半圆形开槽(8)；阻抗匹配输入传输线(5)的顶端与辐射贴片(2)相连，阻抗匹配输入传输线(5)的底端与基板(1)的底端相连，金属接地板(6)的底端与基板(1)的底端相连。
2.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的基板(1)为玻璃纤维环氧树脂材料，基板(1)的长度为24mm～26mm，宽度为34mm～36mm。
3.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的辐射贴片(2)由一个矩形贴片和一个圆弧贴片组成；矩形贴片的长度为14mm～15mm，宽度为22mm～23mm，圆弧贴片所对应的圆心角为120°，半径为12mm～13mm。
4.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的外侧圆环开槽(3)的外半径为5.5mm～6.0mm，内半径为5.0mm～5.5mm，圆环所对应的圆心角为260°～270°。
5.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的内侧圆环开槽(4)的外半径为4.0mm～4.5mm，内半径为3.5mm～4.0mm，圆环所对应的圆心角为260°～270°。
6.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线(5)的长度为13.7mm～14.0mm，宽度为1.5mm～2.0mm。
7.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的金属接地板(6)由一个等腰梯形和一个矩形组成；等腰梯形的上底长为10mm～11mm，下底长为24mm～25mm，高为4mm～5mm，矩形的长度为24mm～25mm，宽度为9mm～10mm。
8.根据权利要求1所述的一种背面双半圆开槽式三频段天线，其特征在于所述的左侧半圆形开槽(7)和右侧半圆形开槽(8)尺寸参数相同，半径均为3mm～4mm。
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| CN202930554U (zh) * | 2012-12-04 | 2013-05-08 | 哈尔滨飞羽科技有限公司 | 具有陷波特性的共面波导超宽带天线 |
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2013
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