CN103794859B - 三弹簧形微带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三弹簧形微带天线。它包括基板、矩形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片、下弹簧辐射贴片、大矩形金属接地板、小金属接地板；基板的上表面设有矩形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片、下弹簧辐射贴片，基板的下表面设有大矩形金属接地板、小金属接地板；阻抗匹配输入传输线的右侧与上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片、下弹簧辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的下端与基板的底端相连，大矩形金属接地板、小金属接地板的底端分别与基板的底端相连。本发明具有辐射特性好、多频段、结构简单、体积小、质量轻、制作方便及易于集成等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种三弹簧形微带天线。
背景技术
微带天线的概念早在1953年就由Dcschalnps提出来了，但是并未引起工程界的重视，在五六十年代只有一些零星的研究，但过了二十年，当较好的理论模型及对敷铜或敷金介质基片的光刻技术发展之后，实际的天线才制造出来。这种基片的介电常数范围值较宽，具有吸热特性、机械特性及低损耗角正切。最早的微带天线是由Howell和Munsonl在七十年代初研制而成的，从此，微带天线的研究有了迅猛的发展，新形式和新性能的微带天线不断涌现，该领域的研究人员发表了大量的学术论文和研究报告，这表明微带天线已经成为了天线研究中的一个重要课题受到各方面的重视。
微带天线由于其自身的特点，如剖面薄、体积小、重量轻、结构简单、价格低廉等优点，所以它在广阔波段内的各种通信设备上得到了广泛的应用。但是，微带天线最严重的缺陷是频带窄，与对数周期天线，波导开口喇叭天线，螺旋天线等一般工作在百分之几十以上的带宽相比，典型微带天线的带宽只有百分之零点几至百分之几。因此，近年来人们在微带天线的频带展宽技术方面做了大量的研究，提出了许多展宽微带天线带宽的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种三弹簧形微带天线。
三弹簧形微带天线包括基板、矩形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片、下弹簧辐射贴片、大矩形金属接地板、小金属接地板；基板的上表面设有矩形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片、下弹簧辐射贴片，基板的下表面设有大矩形金属接地板、小金属接地板；阻抗匹配输入传输线的右侧分别与上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片、下弹簧辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的下端与基板的底端相连，阻抗匹配输入传输线的左侧设有矩形辐射贴片，矩形辐射贴片的上、下、左端与基板的上、下、左端相连，大矩形金属接地板、小金属接地板的底端分别与基板的底端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为22mm～24mm，宽度为50mm～52mm。所述的矩形辐射贴片的长度为22mm～24mm，宽度为18mm～20mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为22mm～24mm，宽度为6.5mm～7.5mm。所述的上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片和下弹簧辐射贴片的尺寸参数相同，总长度均为4.5mm～5.5mm，总高度均为7.5mm～8.5mm，宽度均为0.5mm～1mm；所述的大矩形金属接地板的长度均为22mm～24mm，宽度均为21mm～23mm。所述的矩小金属接地板的长度为6mm～7mm，宽度为2mm～3mm。
本发明的三弹簧形微带天线具有辐射特性好、多频段、结构简单、体积小、质量轻、制作方便及易于集成等优点。
附图说明
图1是三弹簧形微带天线的正面结构示意图；
图2是三弹簧形微带天线的背面结构示意图；
图3是三弹簧形微带天线的S参数曲线图；
图4是天线在9.3GHz时的E面辐射方向图；
图5是天线在9.3GHz时的H面辐射方向图；
图6是天线在12.3GHz时的E面辐射方向图；
图7是天线在12.3GHz时的H面辐射方向图。
具体实施方式
如图1~2所示，三弹簧形微带天线包括基板1、矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3、上弹簧辐射贴片4、中弹簧辐射贴片5、下弹簧辐射贴片6、大矩形金属接地板7、小金属接地板8；基板1的上表面设有矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3、上弹簧辐射贴片4、中弹簧辐射贴片5、下弹簧辐射贴片6，基板1的下表面设有大矩形金属接地板7、小金属接地板8；阻抗匹配输入传输线3的右侧分别与上弹簧辐射贴片4、中弹簧辐射贴片5、下弹簧辐射贴片6相连，阻抗匹配输入传输线3的下端与基板1的底端相连，阻抗匹配输入传输线3的左侧设有矩形辐射贴片2，矩形辐射贴片2的上、下、左端与基板1的上、下、左端相连，大矩形金属接地板7、小金属接地板8的底端分别与基板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22mm～24mm，宽度为50mm～52mm。所述的矩形辐射贴片2的长度为22mm～24mm，宽度为18mm～20mm。所述的阻抗匹配输入传输线3的长度为22mm～24mm，宽度为6.5mm～7.5mm。所述的上弹簧辐射贴片4、中弹簧辐射贴片5和下弹簧辐射贴片6的尺寸参数相同，总长度均为4.5mm～5.5mm，总高度均为7.5mm～8.5mm，宽度均为0.5mm～1mm；所述的大矩形金属接地板7的长度均为22mm～24mm，宽度均为21mm～23mm。所述的矩小金属接地板8的长度为6mm～7mm，宽度为2mm～3mm。
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1.6mm。基板的长度为22mm，宽度为50mm。矩形辐射贴片的长度为22mm，宽度为18mm。阻抗匹配输入传输线的长度为22mm，宽度为6.5mm。上弹簧辐射贴片、中弹簧辐射贴片和下弹簧辐射贴片的尺寸参数相同，总长度均为4.5mm，总高度均为7.5mm，宽度均为0.5mm；大矩形金属接地板的长度均为22mm，宽度均为21mm。矩小金属接地板的长度为6mm，宽度为2mm。三弹簧形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3所示，由图可见，-10dB以下的工作频段为9.08GHz～9.57GHz和12.01GHz～12.9GHz。图4-5所示为天线在9.3GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为9.08GHz时，增益为2.7dBi，半功率波瓣宽度为82.5°。图6-7所示为天线在12.3GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为12.3GHz时，增益为6.9dBi，半功率波瓣宽度为64.8°。
Claims (7)
1.一种三弹簧形微带天线，其特征在于它包括基板（1）、矩形辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、上弹簧辐射贴片（4）、中弹簧辐射贴片（5）、下弹簧辐射贴片（6）、大矩形金属接地板（7）、小金属接地板（8）；基板（1）的上表面设有矩形辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、上弹簧辐射贴片（4）、中弹簧辐射贴片（5）、下弹簧辐射贴片（6），基板（1）的下表面设有大矩形金属接地板（7）、小金属接地板（8）；阻抗匹配输入传输线（3）的右侧分别与上弹簧辐射贴片（4）、中弹簧辐射贴片（5）、下弹簧辐射贴片（6）相连，阻抗匹配输入传输线（3）的下端与基板（1）的底端相连，阻抗匹配输入传输线（3）的左侧设有矩形辐射贴片（2），矩形辐射贴片（2）的上、下、左端与基板（1）的上、下、左端相连，大矩形金属接地板（7）、小金属接地板（8）的底端分别与基板（1）的底端相连。
2.根据权利要求1所述的一种三弹簧形微带天线，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）的长度为22mm～24mm，宽度为50mm～52mm。
3.根据权利要求1所述的一种三弹簧形微带天线，其特征在于所述的矩形辐射贴片（2）的长度为22mm～24mm，宽度为18mm～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种三弹簧形微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（3）的长度为22mm～24mm，宽度为6.5mm～7.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种三弹簧形微带天线，其特征在于所述的上弹簧辐射贴片（4）、中弹簧辐射贴片（5）和下弹簧辐射贴片（6）的尺寸参数相同，总长度均为4.5mm～5.5mm，总高度均为7.5mm～8.5mm，宽度均为0.5mm～1mm。
6.根据权利要求1所述的一种三弹簧形微带天线，其特征在于所述的大矩形金属接地板（7）的长度均为22mm～24mm，宽度均为21mm～23mm。
7.根据权利要求1所述的一种三弹簧形微带天线，其特征在于所述的小金属接地板（8）的长度为6mm～7mm，宽度为2mm～3mm。
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