CN105119057B - 一种多频段微带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多频段微带天线，包括基板，基板的上表面设置有辐射贴片和传输线，基板的下表面设置有接地板，所述辐射贴片为矩形结构，所述传输线由倒梯形结构和矩形结构相结合构成，传输线的一端与辐射贴片相连接，传输线的另一端与基板底端相连接，所述辐射贴片上沿辐射贴片中轴线相对称的设有L形槽；所述接地板为矩形金属接地板，接地板的上部设有开口向下的E形开槽，E形开槽的中部开槽为相互咬合的蛇形结构，接地板的下部沿接地板中轴线相对称的设置有矩螺旋形开槽。本发明天线尺寸小、结构简单、易于制作，适用于多频段的无线通信系统及设备，方向性好，具有极大的发展前景。

Description

一种多频段微带天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，更具体的说，是涉及一种多开槽式多频段微带天线。
背景技术
从20世纪70年代初期开始，随着集成电路技术的发展以及材料科学的进步，出现了实用的微带天线。微带天线具有许多优点，(1)体积小：通过采用一定的结构和基板介质材料，将薄铜片等直接印刷在电路PCB上，可与有源器件和电路等集成为单一模块，从而大大减小了产品体积；(2)重量轻、剖面低：将薄铜片直接印刷于电路PCB上，可有效的减小天线的整体质量；(3)能与飞机、卫星等共形：具有平面结构，且通过采用特殊结构可使其弯曲变形，易于和对空气动力学有极高要求的产品共性，有效减小产品设计难度和提高隐身等性能；(4)便于获得圆极化。由于上述有点，微带天线在实际使用中受到了广泛的重视和研究。当前，凭借各项优势，微带天线正在逐渐取代传统的天线，被逐步应用于国防、航天航空、通信等各个领域。
微带天线作为一类具有相当应用潜力的新型天线，能够很好的满足小型化的要求。同时，考虑到在实际应用中的额外一些特殊的性能要求以及安装环境的限制，传统的矩形、圆形贴片微带天线已无法满足要求，为此，研究具有不同形状辐射贴片和不同开槽的微带天线，设计出能够适用于各种应用需求如多频段、方向性好的微带天线就显得尤为迫切和重要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种多频段微带天线，该天线尺寸小、结构简单、易于制作，适用于多频段的无线通信系统及设备，方向性好，具有极大的发展前景。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多频段微带天线，包括基板，基板的上表面设置有辐射贴片和传输线，基板的下表面设置有接地板，所述辐射贴片为矩形结构，所述传输线由倒梯形结构和矩形结构相结合构成，传输线的一端与辐射贴片相连接，传输线的另一端与基板底端相连接，所述辐射贴片上沿辐射贴片中轴线相对称的设有L形槽；所述接地板为矩形金属接地板，接地板的上部设有开口向下的E形开槽，E形开槽的中部开槽为相互咬合的蛇形结构，接地板的下部沿接地板中轴线相对称的设置有矩螺旋形开槽。
所述L形槽的槽宽为0.2mm。
所述E形开槽的槽宽为0.2-0.3mm。
所述基板由玻璃纤维环氧树脂材料制成。
所述基板的长度为21-22mm，宽度为16-17mm。
所述辐射贴片的长度为12-12.4mm，宽度为7-8mm。
所述接地板的长度和宽度与基板的长度和宽度相匹配。
所述矩螺旋形开槽的槽宽为0.8mm。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
1.本发明的辐射贴片上相对称的设置有L形槽，通过该设置可获得7.2GHz-7.5GHz频段的谐振频点，并且扩大带宽；接地板的上部设有开口向下的E形开槽，E形开槽的中部开槽为相互咬合的蛇形结构，通过该设置可获得2.4GHz-2.43GHz和5.6GHz-6.1GHz两个频段的谐振频点；接地板的下部沿其中轴线相对称的设置有矩螺旋形开槽，通过该设置可获得3.69GHz-3.73GHz频段的谐振频点；总体这些设置使得本发明天线在频率为2.4GHz和3.7GHz时在E面方向具有偶极子特性、在6GHz时获得增益3.4db、在7.23GHz时具有全向特性。
2.本发明天线采用倒梯形与矩形形状相结合的阻抗匹配传输线作为馈电网络，可以加强频点的耦合，是通过典型结构设计得到一种新颖的、小型化的超天线，并且具有良好的辐射性能。
附图说明
图1是本发明天线中基板的上表面结构示意图。
图2是本发明天线中基板的下表面结构示意图。
图3是本发明具体实施例的结构尺寸示意图。
图4是本发明具体实施例的结构尺寸示意图。
图5是本发明天线的回波损耗图。
图6是本发明天线在2.4GHz下的E面图。
图7是本发明天线在3.7GHz下的E面图。
图8是本发明天线在6GHz下的E面图。
图9是本发明天线在7.23GHz下的E面图。
图10是本发明天线在7.23GHz下的H面图。
附图标记：1-基板 2-辐射贴片 3-传输线 4-L形槽 5-接地板 6-E形开槽 7-蛇形结构 8-矩螺旋形开槽
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1至图4所示，一种多频段微带天线，包括基板1，基板1的上表面设置有辐射贴片2和传输线3，基板1的下表面设置有接地板5，本实施例中的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，辐射贴片2为矩形结构，传输线3的上部为倒梯形结构，下部为矩形结构，传输线3的上端与辐射贴片2相连接，传输线3的下端与基板1的底端相连接，辐射贴片2上沿辐射贴片2的中轴线相对称的设有L形槽4；本发明天线的具体实施例中基板1长度为22mm，宽度为17mm，厚度为0.508mm；辐射贴片2的长度为12.4mm，宽度为8mm；L形槽4的槽宽为0.2mm，其长臂长度为5.5mm，短臂长度为3.2mm；传输线3的高度为8mm；其他尺寸参照图3和图4。
接地板5为矩形金属接地板，接地板5的上部设有开口向下的E形开槽6，E形开槽6的中部开槽为相互咬合的蛇形结构7，接地板5的下部沿接地板5中轴线相对称的设置有矩螺旋形开槽8；本发明天线的具体实施例中接地板5的长度为22mm，宽度为17mm，与基板1的长度和宽度相匹配，E形开槽6的长度为16mm，宽度为8mm，槽宽为0.2-0.3mm；矩螺旋形开槽8之间的距离为1.4mm，槽宽为0.8mm；其他尺寸参照图3和图4。
由图5可见，本发明天线在-10dB以下的工作频段为2.4GHz-2.43GHz、3.69GHz-3.73GHz、5.6GHz-6.1GHz和7.2GHz-7.5GHz。图6所示为本发明天线在2.4GHz下的E面方向图，由图可见，在频率为2.4GHz时，E面方向图具有偶极子特性。图7所示为本发明天线在3.7GHz下的E面方向图，由图可见，在频率为3.7GHz时，E面方向图同样具有偶极子特性。图8所示为本发明天线在6GHz下的E面方向图，由图可见，在频率为6GHz时，增益为3.4dB。图9所示为本发明天线在7.23GHz下的E面方向图。图10所示为本发明天线在7.23GHz下的H面方向图，由图可见，在频率为7.23GHz时，具有全向特性。

Claims (8)

1.一种多频段微带天线，包括基板，基板的上表面设置有辐射贴片和传输线，基板的下表面设置有接地板，其特征在于，所述辐射贴片为矩形结构，所述传输线由倒梯形结构和矩形结构相结合构成，传输线的一端与辐射贴片相连接，传输线的另一端与基板底端相连接，所述辐射贴片上沿辐射贴片中轴线相对称的设有L形槽；所述接地板为矩形金属接地板，接地板的上部设有开口向下的E形开槽，E形开槽的中部开槽为相互咬合的蛇形结构，接地板的下部沿接地板中轴线相对称的设置有矩螺旋形开槽。
2.根据权利要求1所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述L形槽的槽宽为0.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述E形开槽的槽宽为0.2-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述基板由玻璃纤维环氧树脂材料制成。
5.根据权利要求1或4所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述基板的长度为21-22mm，宽度为16-17mm。
6.根据权利要求1所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述辐射贴片的长度为12-12.4mm，宽度为7-8mm。
7.根据权利要求1所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述接地板的长度和宽度与基板的长度和宽度相匹配。
8.根据权利要求1所述的一种多频段微带天线，其特征在于，所述矩螺旋形开槽的槽宽为0.8mm。
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