CN104953272A - 一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，包括微带辐射贴片、接地板及介质基板；所述微带辐射贴片固定于介质基板正面中间位置，所述微带辐射贴片长度与介质基板长度相同；所述微带辐射贴片包括宽部和窄部两个矩形部分，且微带辐射贴片中较宽的矩形部分上开设有一个圆形槽；所述接地板固定于介质基板反面底端，所述接地板宽度与介质基板宽度相同，且接地板上有三个矩形槽，所述三个矩形槽关于介质基板的竖直轴线对称。巧妙的设计了缺陷地结构和圆形槽辐射贴片结构，实现特定的三个工作频带；相比于现有技术中的多频段天线，具有较宽的阻抗带宽和较多的工作频段，结构简单，因此适用范围广。

Description

一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线

技术领域

本发明涉及一种多频段天线，特别涉及一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线。

背景技术

随着移动终端的迅猛发展，各种无线通信系统涌现。对于手机，在满足语音通话功能的前提下，它还同时能够提供在线影音的欣赏，数据的下载与上传，实时精确卫星定位等功能，这就要求手机天线能够覆盖GSM、WCDMA、WLAN、WiMAX、GPS等多个工作频段。由于手机、pad等移动终端尺寸设计不断轻薄，内部预留给天线的空间就非常有限，对于上述不同频段的应用若采用多个分离的天线来覆盖，这不仅会增加系统的整体尺寸，同时多个天线之间会引入交叉耦合使原先表现良好的独立天线性能受到影响。因此，能够同时覆盖多个工作频段并且尺寸小巧结构简单的天线日益成为国内外研究的热点。

多频段天线可以通过多种不同结构实现：通过开槽能够增大电流路径，可以引入额外的工作模式，如缝隙辐射或开槽后各分离部分的辐射等，进而能增加天线谐振频率点。当产生的多个频率点非常接近时，能够增大天线带宽，实现宽频带；当频点相距较远时，两个频点之间就形成阻带，从而实现多个频段；通过添加谐振枝节或寄生辐射单元也能够实现多频带，这种技术与开槽技术类似，应用广泛。

现有的多频段天线存在体积较大、结构复杂的缺点，无法适应移动终端设备轻薄化的趋势。针对上述问题，有必要设计一款体积小、结构简单、频带宽的多频带天线。

发明内容

本发明为解决移动终端内预留给天线的空间有限，现有天线工作频带较少而设计。提出了一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，该设计采用在辐射贴片上开一个圆形槽，同时在接地板上开三个矩形槽的结构，设计完成的天线能够覆盖WLAN/WiMAX、X波段卫星上行信号。

一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，包括微带辐射贴片1、接地板2及介质基板3；

所述微带辐射贴片1固定于介质基板3正面中间位置，所述微带辐射贴片1长度与介质基板3长度相同；

所述微带辐射贴片包括宽部和窄部两个矩形部分，呈“T”形分布，且微带辐射贴片1中较宽的矩形部分上开设有一个圆形槽；

所述接地板2固定于介质基板3反面底端，所述接地板宽度与介质基板宽度相同，且接地板2上有三个矩形槽，所述三个矩形槽关于介质基板的竖直轴线对称。

【所述微带辐射贴片通过底端进行馈电，即通过“T”形中的窄部矩形部分馈电。】

所述微带辐射贴片1总长度为30mm；

所述宽部矩形部分的微带辐射贴片长和宽均为12mm；

所述矩形部分的微带辐射贴片长度为18mm，宽度为3mm。

所述微带辐射贴片1上圆形槽的直径为d，设置为8-9.2mm。

所述接地板2长度为13mm，宽度为20mm。

所述三个矩形槽中位于介质基板竖直轴线上的矩形槽长度设置为6.9-7.2mm，宽度设置为5-6mm；

对称分布的两个矩形槽长度设置为9-10mm，宽度设置为1mm。

所述介质基板3为聚四氟乙烯材质，介质基板厚度为1.6mm。

有益效果

本发明提供了一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，包括微带辐射贴片1、接地板2及介质基板3；所述微带辐射贴片1固定于介质基板3正面中间位置，所述微带辐射贴片1长度与介质基板3长度相同；所述微带辐射贴片包括宽部和窄部两个矩形部分，呈“T”形分布，且微带辐射贴片1中较宽的矩形部分上开设有一个圆形槽；所述接地板2固定于介质基板3反面底端，所述接地板宽度与介质基板宽度相同，且接地板2上有三个矩形槽，所述三个矩形槽关于介质基板的竖直轴线对称。

通过在接地板上开三个矩形槽能够产生两个频带，接着在辐射贴片上开一个圆形槽能够将频带增加至三个，能够覆盖WLAN(2.4/5.2/5.8GHz)和WiMAX(2.5/3.5/5.5GHz)以及X波段卫星上行信号。

巧妙的设计了缺陷地结构，利用开设的矩形槽实现两个特定频带；设计的微带辐射贴片及其上所开的圆形槽结构，完成特定频带的设计；两者的组合设计不仅实现了三个频带的需求，而且，采用印制天线的结构，体积得到较大幅度的减小，相比于现有技术中的多频带天线，具有体积小、结构简单、阻抗带宽宽、频带较多的特点，因此适用范围广；本产品较容易和射频前端微波集成电路集成，具有很好的应用价值。

附图说明

图1是本发明所述天线结构示意图，其中，(a)天线正面，(b)为天线反面；

图2是缺陷地圆形槽三频带超宽带天线参数图；

图3是实施例缺陷地圆形槽三频带超宽带天线的S11曲线图；

图4是实施例缺陷地圆形槽三频带超宽带天线的增益曲线图；

图5是实施例S11随圆形槽直径变化曲线图；

标号说明：1-微带辐射贴片，2-接地板，3-介质基板。

具体实施方式

下面将结合实例与附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，包括微带辐射贴片1、接地板2及介质基板3；

所述微带辐射贴片1固定于介质基板3正面中间位置，所述微带辐射贴片1长度与介质基板3长度相同；

所述微带辐射贴片包括宽部和窄部两个矩形部分，呈“T”形分布，且微带辐射贴片1中较宽的矩形部分上开设有一个圆形槽；

所述接地板2固定于介质基板3反面底端，所述接地板宽度与介质基板宽度相同，且接地板2上有三个矩形槽，所述三个矩形槽关于介质基板的竖直轴线对称。

【所述微带辐射贴片通过底端进行馈电，即通过“T”形中的窄部矩形部分馈电。】

实施例：天线结构如图1所示，对应参数如图2所示，天线印制在尺寸为30×20×1.6mm³的介质基板上3上，即FR4基板上。介质基板3的正面是一个刻有圆形槽的微带辐射贴片1。天线背面的接地板2由矩形槽经过如下改造：在矩形接地板竖直轴线上开一个矩形槽，同时在矩形接地板上开两个相对狭长的矩形槽。具体参数列表见表1：

表1(单位：mm)

l	l1	l2	l3	l4	w	w1
							30	13	9.1	6.9	12	20	3
w2	w3	w4	w5	w6	d
							8.5	12	3.25	3.25	5	8.8

图3是实施例缺陷地圆形槽三频带超宽带天线的回波损耗图。从图中可以看出，天线在1-10GHz频带范围内存在三个工作频段：

2.33-3.82GHz，5.16-6.87GHz，7.86-8.8GHz，对应覆盖整个WLAN(2.4/5.2/5.8GHz)和WiMAX(2.5/3.5/5.5GHz)应用以及X波段卫星上行信号。

图4是实施例缺陷地圆形槽三频带超宽带天线在工作频带内的增益图。从图中可以看到，天线在较宽的频带内增益稳定在3dB左右。

图5是实施例缺陷地圆形槽三频带超宽带天线主要参数扫描分析。从图中可以看出，当d取范围8-9.2mm时，天线能够覆盖前文提到的三个频段。

本发明具有良好的阻抗带宽和多频带特性，结构简单，因此大大增加了其适用范围；本产品采用印刷天线结构，大大缩小了天线体积，且比较容易和射频前端微波集成电路集成。本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，其特征在于，包括微带辐射贴片(1)、接地板(2)、介质基板(3)；

所述微带辐射贴片(1)固定于介质基板(3)正面中间位置，所述微带辐射贴片(1)长度与介质基板(3)长度相同；

所述微带辐射贴片包括宽部和窄部两个矩形部分，呈“T”形分布，且微带辐射贴片(1)中较宽的矩形部分上开设有一个圆形槽；

所述接地板(2)固定于介质基板(3)反面底端，所述接地板宽度与介质基板宽度相同，且接地板(2)上有三个矩形槽，所述三个矩形槽关于介质基板的竖直轴线对称。

2.根据权利要求1所述的一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，其特征在于，所述微带辐射贴片(1)总长度为30mm；

所述宽部矩形部分的微带辐射贴片长和宽均为12mm；

所述矩形部分的微带辐射贴片长度为18mm，宽度为3mm。

3.根据权利要求2所述的一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，其特征在于，所述微带辐射贴片(1)上圆形槽的直径为d，设置为8-9.2mm。

4.根据权利要求1所述的一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，其特征在于：所述接地板(2)长度为13mm，宽度为20mm。

5.根据权利要求4所述的一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，其特征在于：所述三个矩形槽中位于介质基板竖直轴线上的矩形槽长度设置为6.9-7.2mm，宽度设置为5-6mm；

对称分布的两个矩形槽长度设置为9-10mm，宽度设置为1mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线，其特征在于：所述介质基板(3)为聚四氟乙烯材质，介质基板厚度为1.6mm。