CN103794858A - 对称两侧梳状形双频共面微带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对称两侧梳状形双频共面微带天线。它包括基板、辐射贴片、左梳状金属片、右梳状金属片、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；左矩形金属接地板上设有左圆形开槽，右矩形金属接地板上设有右圆形开槽，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，左梳状金属片的右端与辐射贴片的左端相连，右梳状金属片的左端辐射贴片的右端相连，左矩形金属接地板的底端和右矩形金属接地板的底端均与基板的底端相连。本发明具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单，尺寸小型，质量轻，易于制作及便于集成等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种对称两侧梳状形双频共面微带天线。
背景技术
天线作为一种接收和发射无线电波的设备，是无线电系统中的一个关键部件。天线的主要功能有两个：第一个是能量转换，第二个则是定向辐射(或接收)。天线的能量转换功能是指导行波与自由空间波之间的转换，具体说来，当天线用作发射作用时，从馈线引导出来的高频电流就会被转换成电磁波，从而向外部空间辐射并且将其传向远方，当天线用作接收作用时，它是将空间的电磁波转换成高频电流，并且通过馈线引导从而传送给接收机。天线的定向辐射作用可以解释为天线在接收或是在辐射电磁波时会按照一定的方向作用，根据无线电收发系统的要求，用作发射的天线可以把空间电磁波能量聚集起来并且按照一定的方向向外辐射出去，而用作接收的天线则只可以接收特定方向传来的电磁波。
近些年来，现代电子技术在不断的发展，出现了多种多样的新技术和新发明。在这些新技术中，超大规模集成电路技术和微波集成电路技术的迅速发展，与之相关的通信电子设备和无线电设备也在逐渐趋向于向小型化和智能化发展。这一发展对天线的设计提出了前所未有的要求，使得天线向小型化方向发展，以适应电子设备小型化的发展趋势。微带天线具有体积小、重量轻、低剖面、低成本、适合与电路集成等诸多优点，可以广泛应用于射频系统中，在移动通信、卫星通信及航空航天等领域发挥重要作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种对称两侧梳状形双频共面微带天线。
对称两侧梳状形双频共面微带天线包括基板、辐射贴片、左梳状金属片、右梳状金属片、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；基板上设有辐射贴片、左梳状金属片、右梳状金属片、阻抗匹配输入传输线、左矩形金属接地板和右矩形金属接地板，左矩形金属接地板和右矩形金属接地板分别对称布置在阻抗匹配输入传输线的左右两侧，左矩形金属接地板上设有左圆形开槽，右矩形金属接地板上设有右圆形开槽，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，左梳状金属片和右梳状金属片分别对称布置在辐射贴片的左右两端，左梳状金属片的右端与辐射贴片的左端相连，右梳状金属片的左端辐射贴片的右端相连，左矩形金属接地板的底端和右矩形金属接地板的底端均与基板的底端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度40mm～41mm，宽度为40mm～41mm。所述的辐射贴片由两个等腰梯形和一个矩形组成；上侧等腰梯形的上底长为15mm～16mm，下底长为22mm～23mm，高为3.5mm～4.0mm，中间矩形的长为22mm～23mm，宽为14mm～15mm，下侧等腰梯形的上底长为10mm～11mm，下底长为18mm～19mm，高为2.5mm～3.0mm。所述的左梳状金属片和右梳状金属片的尺寸参数相同；左梳状金属片由一个横向矩形和四个纵向矩形组成；横向矩形的长为4.5mm～5.0mm，宽为1.5mm～2.0mm，左侧第一个纵向矩形的长为8.2mm～8.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第二个纵向矩形的长为9.2mm～9.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第三个纵向矩形的长为10.2mm～10.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第四个纵向矩形的长为11.2mm～11.5mm，宽为0.7mm～0.8mm；四个纵向矩形之间的距离均为0.4mm～0.5mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为18.4mm～19.0mm，宽度为3mm～4mm。所述的左矩形金属接地板和右矩形金属接地板的尺寸参数相同，长度均为18mm～19mm，宽度均为18.2 mm～18.4mm。所述的左圆形开槽和右圆形开槽的半径均为3.5mm～4.0mm。
本发明的对称两侧梳状形双频共面微带天线具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单，尺寸小型，质量轻，易于制作及便于集成等优点。
附图说明：
图1是对称两侧梳状形双频共面微带天线的结构示意图；
图2是对称两侧梳状形双频共面微带天线的S参数曲线图；
图3是天线在2.8GHz时的E面辐射方向图；
图4是天线在2.8GHz时的H面辐射方向图；
图5是天线在6.8GHz时的E面辐射方向图；
图6是天线在6.8GHz时的H面辐射方向图；
图7是天线在2.8GHz时的表面电流分布图；
图8是天线在6.8GHz时的表面电流分布图。
具体实施方式
如图1所示，对称两侧梳状形双频共面微带天线包括基板1、辐射贴片2、左梳状金属片3、右梳状金属片4、阻抗匹配输入传输线5、左矩形金属接地板6、右矩形金属接地板7；基板1上设有辐射贴片2、左梳状金属片3、右梳状金属片4、阻抗匹配输入传输线5、左矩形金属接地板6和右矩形金属接地板7，左矩形金属接地板6和右矩形金属接地板7分别对称布置在阻抗匹配输入传输线5的左右两侧，左矩形金属接地板6上设有左圆形开槽8，右矩形金属接地板7上设有右圆形开槽9，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，左梳状金属片3和右梳状金属片4分别对称布置在辐射贴片2的左右两端，左梳状金属片3的右端与辐射贴片2的左端相连，右梳状金属片4的左端辐射贴片2的右端相连，左矩形金属接地板6的底端和右矩形金属接地板7的底端均与基板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40mm～41mm，宽度为40mm～41mm。所述的辐射贴片2由两个等腰梯形和一个矩形组成；上侧等腰梯形的上底长为15mm～16mm，下底长为22mm～23mm，高为3.5mm～4.0mm，中间矩形的长为22mm～23mm，宽为14mm～15mm，下侧等腰梯形的上底长为10mm～11mm，下底长为18mm～19mm，高为2.5mm～3.0mm。所述的左梳状金属片3和右梳状金属片4的尺寸参数相同；左梳状金属片3由一个横向矩形和四个纵向矩形组成；横向矩形的长为4.5mm～5.0mm，宽为1.5mm～2.0mm，左侧第一个纵向矩形的长为8.2mm～8.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第二个纵向矩形的长为9.2mm～9.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第三个纵向矩形的长为10.2mm～10.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第四个纵向矩形的长为11.2mm～11.5mm，宽为0.7mm～0.8mm；四个纵向矩形之间的距离均为0.4mm～0.5mm。所述的阻抗匹配输入传输线5的长度为18.4mm～19.0mm，宽度为3mm～4mm。所述的左矩形金属接地板6和右矩形金属接地板7的尺寸参数相同，长度均为18mm～19mm，宽度均为18.2 mm～18.4mm。所述的左圆形开槽8和右圆形开槽9的半径均为3.5mm～4.0mm。
实施例1
对称两侧梳状形双频共面微带天线：
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1.0mm。基板的长度40mm，宽度为40mm。辐射贴片由两个等腰梯形和一个矩形组成；上侧等腰梯形的上底长为15mm，下底长为22mm，高为3.5mm，中间矩形的长为22mm，宽为14mm，下侧等腰梯形的上底长为10mm，下底长为18mm，高为2.5mm。左梳状金属片和右梳状金属片的尺寸参数相同；左梳状金属片由一个横向矩形和四个纵向矩形组成；横向矩形的长为4.5mm，宽为1.5mm，左侧第一个纵向矩形的长为8.2mm，宽为0.7mm，左侧第二个纵向矩形的长为9.2mm，宽为0.7mm，左侧第三个纵向矩形的长为10.2mm，宽为0.7mm，左侧第四个纵向矩形的长为11.2mm，宽为0.7mm；四个纵向矩形之间的距离均为0.4mm。阻抗匹配输入传输线的长度为18.4mm，宽度为3mm。左矩形金属接地板和右矩形金属接地板的尺寸参数相同，长度均为18mm，宽度均为18.2 mm。左圆形开槽和右圆形开槽的半径均为3.5mm。对称两侧梳状形双频共面微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2.45GHz～3.19GHz和6.31GHz～7.24GHz。图3-4所示为天线在2.8GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为2.4dBi，半功率波瓣宽度为81.9°。图5-6所示为天线在6.8GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为1.6dBi，半功率波瓣宽度为65.5°。图7-8所示为天线分别在2.8GHz和6.8GHz时的表面电流分布图。
Claims (7)
1. 一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，其特征在于包括基板（1）、辐射贴片（2）、左梳状金属片（3）、右梳状金属片（4）、阻抗匹配输入传输线（5）、左矩形金属接地板（6）、右矩形金属接地板（7）；基板（1）上设有辐射贴片（2）、左梳状金属片（3）、右梳状金属片（4）、阻抗匹配输入传输线（5）、左矩形金属接地板（6）和右矩形金属接地板（7），左矩形金属接地板（6）和右矩形金属接地板（7）分别对称布置在阻抗匹配输入传输线（5）的左右两侧，左矩形金属接地板（6）上设有左圆形开槽（8），右矩形金属接地板（7）上设有右圆形开槽（9），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，左梳状金属片（3）和右梳状金属片（4）分别对称布置在辐射贴片（2）的左右两端，左梳状金属片（3）的右端与辐射贴片（2）的左端相连，右梳状金属片（4）的左端辐射贴片（2）的右端相连，左矩形金属接地板（6）的底端和右矩形金属接地板（7）的底端均与基板（1）的底端相连。
2. 如权利要求1所述的一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，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40mm～41mm，宽度为40mm～41mm。
3. 如权利要求1所述的一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，其特征在于所述的辐射贴片（2）由两个等腰梯形和一个矩形组成；上侧等腰梯形的上底长为15mm～16mm，下底长为22mm～23mm，高为3.5mm～4.0mm，中间矩形的长为22mm～23mm，宽为14mm～15mm，下侧等腰梯形的上底长为10mm～11mm，下底长为18mm～19mm，高为2.5mm～3.0mm。
4. 如权利要求1所述的一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，其特征在于所述的左梳状金属片（3）和右梳状金属片（4）的尺寸参数相同；左梳状金属片（3）由一个横向矩形和四个纵向矩形组成；横向矩形的长为4.5mm～5.0mm，宽为1.5mm～2.0mm，左侧第一个纵向矩形的长为8.2mm～8.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第二个纵向矩形的长为9.2mm～9.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第三个纵向矩形的长为10.2mm～10.5mm，宽为0.7mm～0.8mm，左侧第四个纵向矩形的长为11.2mm～11.5mm，宽为0.7mm～0.8mm；四个纵向矩形之间的距离均为0.4mm～0.5mm。
5. 如权利要求1所述的一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（5）的长度为18.4mm～19.0mm，宽度为3mm～4mm。
6. 如权利要求1所述的一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，其特征在于所述的左矩形金属接地板（6）和右矩形金属接地板（7）的尺寸参数相同，长度均为18mm～19mm，宽度均为18.2 mm～18.4mm。
7. 如权利要求1所述的一种对称两侧梳状形双频共面微带天线，其特征在于所述的左圆形开槽（8）和右圆形开槽（9）的半径均为3.5mm～4.0mm。
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