CN103618137B - 光栅结构形共面宽频带天线 - Google Patents

光栅结构形共面宽频带天线 Download PDF

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本发明公开了一种光栅结构形共面宽频带天线。它包括基板、左下矩形贴片，右上矩形贴片、栅形贴片、L形贴片、阻抗匹配输入传输线、左矩形金属接地板、右矩形金属接地板、C形金属接地板；基板上设有左下矩形贴片、右上矩形贴片、栅形贴片、L形贴片、阻抗匹配输入传输线、左矩形金属接地板、右矩形金属接地板、C形金属接地板；左下矩形贴片中部右侧设有矩形开槽，栅形贴片的顶端与右上矩形贴片相连，右上矩形贴片左端边与左下矩形贴片上部右侧相连，右上矩形贴片上端与基板右侧上端相连，阻抗匹配输入传输线的顶端与左下矩形贴片下端相连，本发明具有辐射特性好，频带宽，结构简单，尺寸小，质量轻，制作成本低，易于集成等优点。

Description

光栅结构形共面宽频带天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种光栅结构形共面宽频带天线。
背景技术
天线是一种在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。
方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线，称为宽频带天线。早期的宽频带天线有菱形天线、V形天线、倍波天线、盘锥形天线等，新的宽频带天线有对数周期天线等。
发明内容
本发明提供一种光栅结构形共面宽频带天线，技术方案如下：
光栅结构形共面宽频带天线包括基板、左下矩形贴片，右上矩形贴片、栅形贴片、L形贴片、阻抗匹配输入传输线、左矩形金属接地板、右矩形金属接地板、C形金属接地板；基板上设有左下矩形贴片、右上矩形贴片、栅形贴片、L形贴片、阻抗匹配输入传输线、左矩形金属接地板、右矩形金属接地板、C形金属接地板；左下矩形贴片中部右侧设有矩形开槽，栅形贴片的顶端与右上矩形贴片相连，右上矩形贴片左端边与左下矩形贴片上部右侧相连，右上矩形贴片上端与基板右侧上端相连，栅形贴片的底端与L形贴片相连；阻抗匹配输入传输线的顶端与左下矩形贴片下端相连，右矩形金属接地板上端与C形金属接地板下端相连，左矩形金属接地板底端与基板左侧底端相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板底端相连，右矩形金属接地板底端与基板右侧底端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度和宽度均为25mm～27mm。所述的左下矩形贴片的长度为18mm～19mm，宽度为9mm～10mm；所述的右上矩形贴片的长度为16mm～17mm，宽度为2mm～3mm。所述的栅形贴片的总长度为13mm～14mm，总宽度为13mm～14mm，栅形贴片的金属宽度为1mm～2mm。所述的L形贴片的总长度为15mm～16mm，总宽度为13mm～14mm，贴片的金属宽度为1mm～2mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为7.0mm～7.5mm，宽度为2.5mm～3.0mm。所述的左矩形金属接地板的长度为6mm～7mm，宽度为4.4mm～5.0mm。所述的右矩形金属接地板的长度为15.5mm～16.0mm，宽度为4.4mm～5.0mm。所述的C形金属接地板的总长度为11.5mm～12.0mm，总宽度为2mm～3mm，金属宽度为0.5mm～1.0mm。所述的矩形开槽的长度为3mm～4mm，宽度为1mm～2mm。
本发明的光栅结构形共面宽频带天线具有辐射特性好，频带宽，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是光栅结构形共面宽频带天线的结构示意图；
图2是光栅结构形共面宽频带天线的S参数曲线图；
图3是天线在5.92GHz时的E面辐射方向图；
图4是天线在5.92GHz时的H面辐射方向图；
图5是天线在7.45GHz时的E面辐射方向图；
图6是天线在7.45GHz时的H面辐射方向图。
具体实施方式
如图1所示，光栅结构形共面宽频带天线包括基板1、左下矩形贴片2，右上矩形贴片3、栅形贴片4、L形贴片5、阻抗匹配输入传输线6、左矩形金属接地板7、右矩形金属接地板8、C形金属接地板9；基板1上设有左下矩形贴片2、右上矩形贴片3、栅形贴片4、L形贴片5、阻抗匹配输入传输线6、左矩形金属接地板7、右矩形金属接地板8、C形金属接地板9；左下矩形贴片2中部右侧设有矩形开槽10，栅形贴片4的顶端与右上矩形贴片3相连，右上矩形贴片3左端边与左下矩形贴片2上部右侧相连，右上矩形贴片3上端与基板1右侧上端相连，栅形贴片4的底端与L形贴片5相连；阻抗匹配输入传输线6的顶端与左下矩形贴片2下端相连，右矩形金属接地板8上端与C形金属接地板9下端相连，左矩形金属接地板7底端与基板1左侧底端相连，阻抗匹配输入传输线6的底端与基板1底端相连，右矩形金属接地板8底端与基板1右侧底端相连。
所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度和宽度均为25mm～27mm。所述的左下矩形贴片2的长度为18mm～19mm，宽度为9mm～10mm；所述的右上矩形贴片3的长度为16mm～17mm，宽度为2mm～3mm。所述的栅形贴片4的总长度为13mm～14mm，总宽度为13mm～14mm，栅形贴片4的金属宽度为1mm～2mm。所述的L形贴片5的总长度为15mm～16mm，总宽度为13mm～14mm，贴片的金属宽度为1mm～2mm。所述的阻抗匹配输入传输线6的长度为7.0mm～7.5mm，宽度为2.5mm～3.0mm。所述的左矩形金属接地板7的长度为6mm～7mm，宽度为4.4mm～5.0mm。所述的右矩形金属接地板8的长度为15.5mm～16.0mm，宽度为4.4mm～5.0mm。所述的C形金属接地板9的总长度为11.5mm～12.0mm，总宽度为2mm～3mm，金属宽度为0.5mm～1.0mm。所述的矩形开槽10的长度为3mm～4mm，宽度为1mm～2mm。
实施例1
光栅结构形共面宽频带天线：
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1mm。基板的长度和宽度均为25mm。左下矩形贴片的长度为18mm，宽度为9mm；右上矩形贴片的长度为16mm，宽度为2mm。栅形贴片的总长度为13mm，总宽度为13mm，栅形贴片的金属宽度为1mm。L形贴片的总长度为15mm，总宽度为13mm，贴片的金属宽度为1mm。阻抗匹配输入传输线的长度为7.0mm，宽度为2.5mm。左矩形金属接地板的长度为6mm，宽度为4.4mm。右矩形金属接地板的长度为15.5mm，宽度为4.4mm。C形金属接地板的总长度为11.5mm，总宽度为2mm，金属宽度为0.5mm。矩形开槽的长度为3mm，宽度为1mm。光栅结构形共面宽频带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的S参数曲线如附图2。由图可见，-10dB以下的工作频段为5.52GHz～8.22GHz。图3和图4所示为天线在5.92GHz时的E面和H面方向图，由图可见，当频率为5.92GHz时，天线的增益为3.7dBi，半功率波瓣宽度为72.0°。图5和图6所示为天线在7.45GHz时的E面和H面方向图，由图可见，当频率为7.45GHz时，天线的增益为2.1dBi，半功率波瓣宽度为83.5°。

Claims (10)

1.一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于包括基板（1）、左上矩形贴片（2）、右上矩形贴片（3）、栅形贴片（4）、L形贴片（5）、阻抗匹配输入传输线（6）、左矩形金属接地板（7）、右矩形金属接地板（8）、C形金属接地板（9）；基板（1）上设有左上矩形贴片（2）、右上矩形贴片（3）、栅形贴片（4）、L形贴片（5）、阻抗匹配输入传输线（6）、左矩形金属接地板（7）、右矩形金属接地板（8）、C形金属接地板（9）；左上矩形贴片（2）中部右侧设有矩形开槽（10），栅形贴片（4）的顶端与右上矩形贴片（3）相连，右上矩形贴片（3）左端边与左上矩形贴片（2）上部右侧相连，右上矩形贴片（3）上端与基板（1）右侧上端相连，右上矩形贴片（3）与L形贴片（5）之间设有栅形贴片（4），栅形贴片（4）的两端分别与L形贴片（5）右端上表面、右上矩形贴片（3）右端下表面相连；阻抗匹配输入传输线（6）的顶端与左上矩形贴片（2）下端相连，右矩形金属接地板（8）上端与C形金属接地板（9）下端相连，左矩形金属接地板（7）底端与基板（1）左侧底端相连，阻抗匹配输入传输线（6）的底端与基板（1）底端相连，右矩形金属接地板（8）底端与基板（1）右侧底端相连。
2.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，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）的长度和宽度均为25mm～27mm。
3.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的左上矩形贴片（2）的长度为18mm～19mm，宽度为9mm～10mm；所述的右上矩形贴片（3）的长度为16mm～17mm，宽度为2mm～3mm。
4.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的栅形贴片（4）的总长度为13mm～14mm，总宽度为13mm～14mm，栅形贴片（4）的金属宽度为1mm～2mm。
5.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的L形贴片（5）的总长度为15mm～16mm，总宽度为13mm～14mm，贴片的金属宽度为1mm～2mm。
6.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（6）的长度为7.0mm～7.5mm，宽度为2.5mm～3.0mm。
7.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的左矩形金属接地板（7）的长度为6mm～7mm，宽度为4.4mm～5.0mm。
8.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的右矩形金属接地板（8）的长度为15.5mm～16.0mm，宽度为4.4mm～5.0mm。
9.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的C形金属接地板（9）的总长度为11.5mm～12.0mm，总宽度为2mm～3mm，金属宽度为0.5mm～1.0mm。
10.如权利要求1所述的一种光栅结构形共面宽频带天线，其特征在于所述的矩形开槽（10）的长度为3mm～4mm，宽度为1mm～2mm。
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