CN104868237B - 工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线 - Google Patents
工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线 Download PDFInfo
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Abstract
工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，涉及宽带印刷天线。设有介质基板，介质基板上表面敷有良导体层。上表面良导体层设有带宽缝的接地板、带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的辐射贴片和微带馈线。带宽缝的接地板轮廓为矩形，宽缝结构形状也为矩形，接地板顶端内侧加载倒置的短T形枝节，接地板底端与馈线邻近处设计为弧形缺陷地结构；带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的辐射贴片采用类矩形结构，类矩形底端形状为渐变弧形结构；工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器设计为在辐射贴片左右两侧对称刻蚀两个T形缝隙形成工形缝隙，介质基板下表面上加载两个矩形枝节分别与上层两个工形缝隙对应；微带馈线为矩形结构，与辐射贴片相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种宽带印刷天线，尤其是涉及一种可用于WLAN(2.5/5.8GHz)和WiMAX(3.5GHz)频段应用需求的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线。
背景技术
随着个人无线通信技术的迅猛发展，多频带天线已成为天线研究领域的热点。国内外对实现多频段印刷天线主要有谐振枝节法、缝隙结构法、寄生结构法。
谐振枝节法是多频段天线设计中一种常见且直观的方法。该方法通过在天线主辐射体周围加载若干枝节，调整其长度使其分别对应谐振在所需要工作的频率，从而实现天线的多频段特性。
缝隙结构法与采用谐振缝隙法类似，采用印刷缝隙结构也能设计出良好的多频段天线。在辐射贴片上或地板上开槽或缝隙结构，利用天线的缝隙辐射，利用不同长度缝隙来相应产生多个谐振频点。
寄生结构法是多频段天线设计一种重要方法。通常在主辐射体周围加载寄生结构，当主辐射体被激励时，寄生结构也能形成感应电流，从而产生新的频点。
从各方法实现过程我们可以发现，谐振枝节法不利于天线小型化，缝隙结构法对天线增益有限制，寄生结构法相对加工较为复杂。([1]BAO J H,HUANG Q L,WANG X H,etal.Compact Multiband Slot Antenna for WLAN/WiMAX Operations[J].Int J AntennPropag,2014；[2]HUANG H F,ZHANG S F.Compact multiband monopole antenna forWLAN/WiMAX applications[J].Microw Opt Techn Let,2014,56(8):1809-1812；[3]BASARAN S C,OLGUN U,SERTEL K.Multiband monopole antenna with complementarysplit-ring resonators for WLAN and WiMAX applications[J].Electron Lett,2013,49(10):636-637；[4]HU C L,LEE W F,WU Y E,et al.A Compact Multiband Inverted-FAntenna for LTE/WWAN/GPS/WiMAX/WLAN Operations in the Laptop Computer[J].IeeeAntenn Wirel Pr,2010,9(4):1169-1173；[5]ADAMS J J,BERNHARD J T,BroadbandEquivalent Circuit Modes for Antenna Impedances and Fields UsingCharacteristic Modes[J].Ieee Antenn Propag,2013,61(8):3985-3994.)
三种实现多频带性能的方法在多频天线设计中并非独立使用，通常需要综合使用上述方法从而实现最优的天线性能。可将上述方法和印刷单极子天线结构结合起来实现多频宽带的工作性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化，结构简单，可以同时兼容WLAN(2.4/5.8GHz)和WiMAX(3.5GHz)三频段宽带平面印刷的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线。
本发明设有介质基板，介质基板的上表面敷有良导体层，上表面良导体层设有带宽缝的接地板、微带馈线和带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的辐射贴片，所述带宽缝的接地板轮廓为矩形；宽缝结构形状也为矩形；接地板顶端内侧加载倒置的短T形枝节，实现谐振于3.5GHz的WiMAX频段；微带馈线顶端对应接地板设计为弧形缺陷地结构，该结构设计能够实现4.4～6.5GHz的宽频带工作；所述带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的辐射贴片采用类矩形结构，类矩形底端形状为渐变弧形结构，减小微带馈线与天线之间的不连续性；所述工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器为在所述辐射贴片左右两侧对称刻蚀T形缝隙形成两个工形缝隙，同时在对应介质基板下表面上加载两个矩形带状枝节，该结构设计能够实现2.4GHz的WLAN工作频段；所述微带馈线为矩形结构，与辐射贴片相连。
所述介质基板可采用陶瓷或者环氧复合板双面覆铜或银材料，相对介电常数为2.0～9.0，最好为3.0～3.4。所述介质基板的长度可为24.0～38.0mm，宽度可为30.0～46.0mm，厚度可为0.60～1.00mm。
所述接地板顶端内侧加载倒置的短T形枝节中，倒置的短T形枝节底端矩形长度为2.40～3.60mm，连接地板的枝干矩形宽度和底端矩形宽度均为0.80～1.20mm。微带馈线顶端对应接地板的弧形缺陷地结构的半径为2.00～3.00mm。
所述接地板的宽缝结构的上端缝隙宽度为2.20～3.50mm，接地板的宽缝结构两侧缝隙宽度为3.80～6.00mm。
所述带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的辐射贴片采用类矩形结构，类矩形底端形状为渐变弧形结构；类矩形的长度为12.0～18.0mm,宽度为22.0～33.0mm，渐变弧形的宽度与矩形宽度相等，弧形的高度可调，典型值为2.50～3.50mm。
所述工形缝隙轮廓长度为9.00～14.0mm，宽度为3.20～5.00mm,其缝隙宽度为1.25～1.95mm。工形缝隙与接地板的宽缝结构由矩形缝隙连通，矩形缝隙长度为4.00～6.50mm，宽度为1.20～2.00mm。
所述介质基板下表面上加载两个矩形枝节，与上层两个工形缝隙相对应。矩形枝节长度9.50～14.5mm，宽度为2.80～4.20mm。
所述微带馈线长度为10.0～15.0mm，宽度为2.50～4.00mm。微带馈线两侧缝隙宽度为0.15～0.25mm。
与现有的多频宽带天线相比，本发明提出了一种对称双偶极调控的缝隙耦合谐振器技术，使天线设计结构更加简单，同时能够进一步实现小型化。本发明所设计的天线多频宽带特性良好，加工成本低廉，能够应用于WLAN、WiMAX频段的无线通信天线。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构组成示意图。
图2为本发明实施例的侧视结构示意图。
图3为本发明实施例的上表面良导体层结构示意图。
图4为本发明实施例的下表面结构示意图。
图5为本发明实施例的回波损耗(S11)性能图。图中的横坐标表示频率(GHz)，纵坐标表示回波损耗强度(dB)。
图6为本发明实施例的E面方向图。在图6中，坐标为极坐标。
图7为本发明实施例的H面方向图。在图7中，坐标为极坐标。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
参见图1～4，本发明实施例设有介质基板1，接地板2，上表面缝隙3，辐射贴片4，微带馈线5和下表面矩形枝节6。介质基板1采用陶瓷或者环氧复合板双面覆铜或银材料，相对介电常数为2.0～9.0，最好为3.00～3.40。介质基板1长度为24.0～38.0mm，宽度为30.0～46.0mm，厚度为0.60～1.00mm。接地板2顶端内侧加载倒置短T形枝节21，倒置短T形枝节21底端矩形长度为2.40～3.60mm，其连接地板2的枝干矩形宽度和底端矩形宽度均为0.80～1.20mm。微带馈线5顶端对应挖去的弧形接地板31和32半径为2.00～3.00mm。上表面缝隙3由接地板2的宽缝结构与微带馈线5外围的缝隙以及辐射贴片4上的两侧对称的工形缝隙33和34连通构成。接地板2的宽缝结构上端缝隙宽度为2.20～3.50mm，其两侧外层缝隙宽度为3.80～6.00mm。微带馈线5两侧缝隙宽度为0.15～0.25mm。辐射贴片4上的两侧对称的工形缝隙33和34轮廓长度为9.00～14.00mm，宽度为3.20～5.00mm,其缝隙宽度为1.25～1.95mm。工形缝隙33和34与接地板2的宽缝结构两侧缝隙由矩形缝隙连通形成T形缝隙，矩形缝隙长度为4.00～6.50mm，宽度为1.20～2.00mm。辐射贴片4轮廓为类矩形结构，类矩形底端设计为弧形渐变结构，矩形的长度12.0～18.0mm,宽度为22.0～33.0mm；所述的渐变弧形的宽度与矩形宽度相等，弧形的高度可调，典型值为2.50～3.50mm。微带馈线5长度为10.0～15.0mm，宽度为2.50～4.00mm。介质基板1下平面上加载两个矩形枝节6和61，分别与上层两个工形缝隙34和33相对应，矩形枝节6和61长度为9.50～14.5mm，宽度为2.80～4.20mm。
参见图5，本发明工作在3个频点目标，分别为：1)2.4GHz，在此频点内天线的回波损耗(S11)在-30dB以下；2)频点3.5GHz，在此频段内天线的回波损耗(S11)在-25～-30dB之间；3)频点5.8GHz，在此频段内天线的回波损耗(S11)在-25～-30dB之间。本发明在的频点2.4GHz上具有较窄的带宽，可以有效减少其他频段通信带来的干扰，在频点3.5GHz和5.8GHz处有较宽的带宽，绝对带宽分别为：1.1GHz和1.06GHz。相对带宽分别为：31.4％和18.3％。多频宽带特性良好，可以满足WLAN、WiMAX频段应用。
参见图6和7，图6是频点2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz的辐射E面图，图7是频点2.4GHz,3.5GHz,5.8GHz的辐射H面图。从图6和7中可以看出，本发明满足实际应用的要求。表1给出本发明的制造加工误差对天线的影响特性。
表1
注：表1中数据已有一定冗余，各参数之间有一定关联性，给出的是均衡特性，可根据需优化结构参数完成特殊设计。
Claims (9)
1.工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于设有介质基板，介质基板的上表面敷有良导体层；上表面良导体层设有带宽缝结构的接地板，带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器结构的辐射贴片和微带馈线；所述带宽缝结构的接地板轮廓为矩形，宽缝结构形状也为矩形；辐射贴片设在接地板的宽缝结构中，接地板顶端内侧加载倒置的短T形枝节，接地板底端中间部分刻蚀一段竖直矩形缝隙，微带馈线设置在此竖直矩形缝隙中间位置，微带馈线与左右两侧接地板之间的空白部分分别形成两条对称矩形窄缝隙，邻近馈线顶端的两侧接地板对角部分设计为弧形缺陷地结构；所述带工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的辐射贴片采用类矩形结构，类矩形底端形状为渐变弧形结构；所述工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器设计为在辐射贴片左右两侧边中间位置分别由边缘向内部刻蚀两条水平矩形缝隙，然后分别在左右两个水平矩形缝隙末端的上侧与下侧刻蚀两个水平镜像对称的T形缝隙，上下两个T型缝隙相连形成工形缝隙，工形缝隙与水平矩形缝隙连通为一个T形缝隙，同时在介质基板下表面上加载两个矩形枝节分别与上层两个工形缝隙对应；所述微带馈线为矩形结构，与辐射贴片相连。
2.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于介质基板采用陶瓷或者环氧复合板双面覆铜或银材料，相对介电常数为2.0～9.0。
3.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于所述介质基板竖直方向长度为24.0～38.0mm，水平方向宽度为30.0～46.0mm，厚度为0.60～1.00mm。
4.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于接地板顶端内侧加载的倒置的短T形枝节底端矩形长度为2.40～3.60mm，连接地板的枝干矩形宽度和底端矩形宽度均为0.80～1.20mm。
5.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于接地板对角部分挖去的弧形缺陷结构半径为2.00～3.00mm；接地板上端内侧与辐射贴片之间的空白部分形成上端缝隙，缝隙宽度为2.20～3.50mm，接地板左右两内侧分别与辐射贴片两侧之间的空白部分形成两侧缝隙，缝隙宽度为3.80～6.00mm。
6.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于所述辐射贴片的类矩形竖直方向长度为12.0～18.0mm，水平方向宽度为22.0～33.0mm，所述渐变弧形的宽度与矩形宽度相等，弧形的高度可调，为2.50～3.50mm。
7.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于所述工形缝隙轮廓竖直方向长度为9.00～14.0mm，水平方向宽度为3.20～5.00mm,其缝隙宽度为1.25～1.95mm；工形缝隙与接地板的宽缝结构由辐射贴片上的水平矩形缝隙连通成T形缝隙，辐射贴片上的水平矩形缝隙长度为4.00～6.50mm，宽度为1.20～2.00mm。
8.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于介质基板下表面上加载两个矩形枝节，分别与上层两个工形缝隙对应；矩形枝节竖直方向长度为9.50～14.5mm，水平方向宽度为2.80～4.20mm。
9.如权利要求1所述的工形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器多频段天线，其特征在于微带馈线长度为10.0～15.0mm，宽度为2.50～4.00mm；微带馈线两侧的两条矩形窄缝隙宽度为0.15～0.25mm。
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| CN104882670B (zh) * | 2015-05-04 | 2017-08-29 | 厦门大学 | 对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的多频段天线 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060117161A (ko) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | 한국전자통신연구원 | 노치 기능을 갖는 반원형 초광대역(ｕｗｂ) 안테나 |
| CN102136625A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-07-27 | 黑龙江大学 | 带有陷波特性的超宽带天线 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060117161A (ko) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | 한국전자통신연구원 | 노치 기능을 갖는 반원형 초광대역(ｕｗｂ) 안테나 |
| CN102136625A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-07-27 | 黑龙江大学 | 带有陷波特性的超宽带天线 |
| CN203434274U (zh) * | 2013-09-04 | 2014-02-12 | 中国计量学院 | 同向开口回字形三频微带天线 |
| CN203434282U (zh) * | 2013-09-04 | 2014-02-12 | 中国计量学院 | 矩形环h形微带天线 |
| CN204167480U (zh) * | 2014-07-07 | 2015-02-18 | 吉林大学 | 一种弯折形寄生元加载的单陷波超宽带天线 |
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| Date | Code | Title | Description |
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Granted publication date: 20170704 |
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