CN103794874B - 双t形开槽式双频微带天线 - Google Patents

双t形开槽式双频微带天线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双T形开槽式双频微带天线。它包括基板、辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、工字形金属接地板、左矩形金属片、右矩形金属片；基板的上表面设有辐射贴片和阻抗匹配输入传输线，基板的下表面设有工字形金属接地板、左矩形金属片和右矩形金属片；辐射贴片的中间上侧设有矩形开槽，辐射贴片的左右两侧对称设有左T形开槽和右T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，左矩形金属片的左端与基板的左端相连，右矩形金属片的右端与基板的右端相连，工字形金属接地板的顶端和底端分别与基板的顶端和底端相连。本发明具有辐射特性好，结构简单，体积小，质量轻，易于制作，易于集成等优点。

Description

双T形开槽式双频微带天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种双T形开槽式双频微带天线。
背景技术
自海因李希赫兹和古里莫马可尼设计出了具有实用价值的天线，它在社会生活中显得越来越重要，现如今已必不可少。天线无处不在，例如移动通信、在广播的场合、非广播无线电应用和个人的通讯设备等等。天线作为一台装置，是任何无线电系统不可或缺的重要部件，可以用它来完成无线电波的辐射和接收。天线的作用是将高频电流转换成电磁波(用于发射)或将电磁波转换成高频电流(用于接收)。同样一副天线，无论是用于发射还是用于接收，天线的基本特性参量保持不变。随着各种集成电路的飞速发展和各种新型加工工艺的出现，使得通讯设备日益朝着小型化、智能化和多功能化的方向发展。天线作为通讯设备必不可少的重要部件，研究设计出合适的小型化多频段天线对各种通讯设备的发展具有重要意义。
微带天线以其独特的优点，受到了人们的青睐。例如重量轻、体积小，容易共形；价格低廉，可以批量生产；剖面薄的平面结构，不会对飞船的空气动力学性能造成干扰；散射截面小，可以实现好的隐身效果；容易和集成电路集成，实现设备的小型化；改变馈电位置就容易实现线极化和圆极化；可以制成多个频率同时工作的天线等等。因此，为了满足未来通信技术的发展需求和趋势，对天线的小型化和多频带技术进行分析和研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种双T形开槽式双频微带天线。
双T形开槽式双频微带天线包括基板、辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、工字形金属接地板、左矩形金属片、右矩形金属片；基板的上表面设有辐射贴片和阻抗匹配输入传输线，基板的下表面设有工字形金属接地板、左矩形金属片和右矩形金属片；辐射贴片的中间上侧设有矩形开槽，辐射贴片的左右两侧对称设有左T形开槽和右T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，左矩形金属片的左端与基板的左端相连，右矩形金属片的右端与基板的右端相连，工字形金属接地板的顶端和底端分别与基板的顶端和底端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为18mm～19mm，宽度为19mm～20mm。所述的辐射贴片由一个梯形和一个矩形组成，梯形的上底长为6mm～7mm，下底长为18mm～19mm，高为2mm～3mm；矩形的长为18mm～19mm，宽为9mm～10mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为6mm～7mm，宽度为1.8mm～2.0mm。所述的左T形开槽和右T形开槽均由一个宽矩形开槽和一个窄矩形开槽组成；宽矩形开槽的长度为4.5mm～5.0mm，宽度为2mm～3mm，窄矩形开槽的长度为8mm～9mm，宽度为1mm～2mm。所述的矩形开槽的长度为9mm～10mm，宽度为4mm～5mm。所述的工字形金属接地板由三个矩形组成；上侧矩形的长度为5.8mm～6.0mm，宽度为2mm～3mm，中间矩形的长度为12.5mm～13.0mm，宽度为1.8mm～2.0mm，下侧矩形的长度为18mm～19mm，宽度为4.5mm～5.0mm。所述的左矩形金属片和右矩形金属片的尺寸参数相同，长度为9mm～10mm，宽度为2.5mm～3.0mm。
本发明的双T形开槽式双频微带天线具有辐射特性好，结构简单，体积小，质量轻，易于制作，易于集成等优点。
附图说明：
图1是双T形开槽式双频微带天线的正面结构示意图；
图2是双T形开槽式双频微带天线的背面结构示意图；
图3是双T形开槽式双频微带天线的S参数曲线图；
图4是天线在3.55GHz时的E面辐射方向图；
图5是天线在3.55GHz时的H面辐射方向图；
图6是天线在6.0GHz时的E面辐射方向图；
图7是天线在6.0GHz时的H面辐射方向图；
图8是天线在3.55GHz时的表面电流分布图；
图9是天线在6.0GHz时的表面电流分布图。
具体实施方式
如图1～2所示，双T形开槽式双频微带天线包括基板1、辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3、工字形金属接地板7、左矩形金属片8、右矩形金属片9；基板1的上表面设有辐射贴片2和阻抗匹配输入传输线3，基板1的下表面设有工字形金属接地板7、左矩形金属片8和右矩形金属片9；辐射贴片2的中间上侧设有矩形开槽6，辐射贴片2的左右两侧对称设有左T形开槽4和右T形开槽5，阻抗匹配输入传输线3的顶端与辐射贴片2相连，阻抗匹配输入传输线3的底端与基板1的底端相连，左矩形金属片8的左端与基板1的左端相连，右矩形金属片9的右端与基板1的右端相连，工字形金属接地板7的顶端和底端分别与基板1的顶端和底端相连。
所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度为18mm～19mm，宽度为19mm～20mm。所述的辐射贴片2由一个梯形和一个矩形组成，梯形的上底长为6mm～7mm，下底长为18mm～19mm，高为2mm～3mm；矩形的长为18mm～19mm，宽为9mm～10mm。所述的阻抗匹配输入传输线3的长度为6mm～7mm，宽度为1.8mm～2.0mm。所述的左T形开槽4和右T形开槽5均由一个宽矩形开槽和一个窄矩形开槽组成；宽矩形开槽的长度为4.5mm～5.0mm，宽度为2mm～3mm，窄矩形开槽的长度为8mm～9mm，宽度为1mm～2mm。所述的矩形开槽6的长度为9mm～10mm，宽度为4mm～5mm。所述的工字形金属接地板7由三个矩形组成；上侧矩形的长度为5.8mm～6.0mm，宽度为2mm～3mm，中间矩形的长度为12.5mm～13.0mm，宽度为1.8mm～2.0mm，下侧矩形的长度为18mm～19mm，宽度为4.5mm～5.0mm。所述的左矩形金属片8和右矩形金属片9的尺寸参数相同，长度为9mm～10mm，宽度为2.5mm～3.0mm。
实施例1
双T形开槽式双频微带天线：
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。基板的长度为18mm，宽度为19mm。辐射贴片由一个梯形和一个矩形组成，梯形的上底长为6mm，下底长为18mm，高为2mm；矩形的长为18mm，宽为9mm。阻抗匹配输入传输线的长度为6mm，宽度为1.8mm。左T形开槽和右T形开槽均由一个宽矩形开槽和一个窄矩形开槽组成；宽矩形开槽的长度为4.5mm，宽度为2mm，窄矩形开槽的长度为8mm，宽度为1mm。矩形开槽的长度为9mm，宽度为4mm。工字形金属接地板由三个矩形组成；上侧矩形的长度为5.8mm，宽度为2mm，中间矩形的长度为12.5mm，宽度为1.8mm，下侧矩形的长度为18mm，宽度为4.5mm。左矩形金属片和右矩形金属片的尺寸参数相同，长度为9mm，宽度为2.5mm。双T形开槽式双频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3所示。由图3可见，-10dB以下的工作频段为3.406GHz～3.812GHz和5.149GHz～6.634GHz。图4-5所示为天线在3.55GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为2.1dBi，半功率波瓣宽度为87.4°。图6-7所示为天线在6.0GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为3.3dBi，半功率波瓣宽度为90.9°。图8-9所示为天线分别在3.55GHz和6.0GHz时的表面电流分布图。

Claims (7)

1.一种双T形开槽式双频微带天线，其特征在于包括基板（1）、辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、工字形金属接地板（7）、左矩形金属片（8）、右矩形金属片（9）；基板（1）的上表面设有辐射贴片（2）和阻抗匹配输入传输线（3），基板（1）的下表面设有工字形金属接地板（7）、左矩形金属片（8）和右矩形金属片（9）；辐射贴片（2）的中间上侧设有矩形开槽（6），辐射贴片（2）的左右两侧对称设有左T形开槽（4）和右T形开槽（5），阻抗匹配输入传输线（3）的顶端与辐射贴片（2）相连，阻抗匹配输入传输线（3）的底端与基板（1）的底端相连，左矩形金属片（8）的左端与基板（1）的左端相连，右矩形金属片（9）的右端与基板（1）的右端相连，工字形金属接地板（7）的顶端和底端分别与基板（1）的顶端和底端相连；所述的左T形开槽（4）和右T形开槽（5）均由一个宽矩形开槽和一个窄矩形开槽组成；宽矩形开槽的长度为4.5mm～5.0mm，宽度为2mm～3mm，窄矩形开槽的长度为8mm～9mm，宽度为1mm～2mm。
2.如权利要求1所述的一种双T形开槽式双频微带天线，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18mm～19mm，宽度为19mm～20mm。
3.如权利要求1所述的一种双T形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的辐射贴片（2）由一个梯形和一个矩形组成，梯形的上底长为6mm～7mm，下底长为18mm～19mm，高为2mm～3mm；矩形的长为18mm～19mm，宽为9mm～10mm。
4.如权利要求1所述的一种双T形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（3）的长度为6mm～7mm，宽度为1.8mm～2.0mm。
5.如权利要求1所述的一种双T形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的矩形开槽（6）的长度为9mm～10mm，宽度为4mm～5mm。
6.如权利要求1所述的一种双T形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的工字形金属接地板（7）由三个矩形组成；上侧矩形的长度为5.8mm～6.0mm，宽度为2mm～3mm，中间矩形的长度为12.5mm～13.0mm，宽度为1.8mm～2.0mm，下侧矩形的长度为18mm～19mm，宽度为4.5mm～5.0mm。
7.如权利要求1所述的一种双T形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的左矩形金属片（8）和右矩形金属片（9）的尺寸参数相同，长度为9mm～10mm，宽度为2.5mm～3.0mm。
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