CN105826675B - 一种三频微带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三频微带天线，本发明属于天线技术领域。所述三频微带天线包括：介质基板、辐射贴片和接地板；介质基板设置在辐射贴片和接地板之间，辐射贴片和接地板均设置在介质基板上，且辐射贴片的下端与介质基板的下边缘连接；接地板包括矩形板和拱形板，矩形板的下端与介质基板下边缘连接，矩形板上端与拱形板连接，拱形板的拱形边远离矩形板；矩形板上设有第一缺陷，拱形板的拱形边上设有第二缺陷。本发明通过第一缺陷和第二缺陷在接地板上形成缺陷接地结构，激发和改善本三频微带天线的谐振频率，增加阻抗带宽。

Description

一种三频微带天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种三频微带天线。
背景技术
缺陷接地结构(Defected Ground Structure，英文简称DGS)，是微波领域新近发展的热门技术之一，它是由光子带隙结构发展而来。该结构通过在微带线等传输线接地平面上蚀刻周期性或非周期性图形，来改变接地电流的分布，从而改变传输线的频率特性，可实现激发谐振频率，抑制谐波，增加带宽等作用。
目前在无线通信技术领域，微带天线实现多频的方法有两种：一种是利用超宽带天线将所有频段全部覆盖，但是该方法仅仅适用于多个频段相距比较近的情况，有很大的局限性；另一种方法是让系统中的天线分别独立覆盖这些频段，此方法比较常见，但是存在很多技术难点，如天线单元之间的互耦与干扰问题，且占用空间加大，因此不易制作实现。
发明内容
为了解决现有技术中实现微带天线多频的问题，本发明实施例提供了一种三频微带天线。
本发明至少通过如下技术方案之一实现。
一种三频微带天线，包括：介质基板、辐射贴片和接地板；
介质基板设置在辐射贴片和接地板之间，辐射贴片和接地板均设置在介质基板上，且辐射贴片的下端与介质基板的下边缘连接；
接地板包括矩形板和拱形板，矩形板的下端与介质基板下边缘连接，矩形板上端与拱形板连接，拱形板的拱形边远离矩形板；
矩形板上设有第一缺陷，拱形板的拱形边上设有第二缺陷。
另外，本发明实施例提供的三频微带天线还具有如下附加技术特征。
可选地，所述第一缺陷为圆形缺陷。
可选地，圆形缺陷位于矩形板的几何中心上。
可选地，第二缺陷为矩形缺陷。
可选地，矩形缺陷位于拱形板的拱形边中部。
可选地，拱形板的拱形边为圆弧形。
可选地，介质基板为矩形。
可选地，辐射贴片和接地板均沿介质基板中心线对称布置。
可选地，矩形板的长度与介质基板的宽度相同，且矩形板与介质基板对齐。
可选地，辐射贴片包括第一矩形板贴片、第二矩形板贴片、矩形环贴片、椭圆环贴片和圆环贴片；
第一矩形贴片的下端与介质基板下边缘连接，其上端与矩形环贴片的下端连接，矩形环贴片的上端与第二矩形板贴片连接；
椭圆环贴片位于矩形环贴片的内部，圆环贴片位于椭圆环贴片的内部，椭圆环贴片的下端与矩形环贴片的下端连接，圆环贴片的下端与椭圆环贴片的下端连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例中，通过在介质基板上设置矩形板使得本三频微带天线具有第一个频段，又通过在矩形板上设置第一缺陷使得本三频微带天线具有第二个频段，又通过在拱形板的拱形边上设置第二缺陷使得本三频微带天线具有第三个频段；同时，本三频微带天线通过第一缺陷和第二缺陷在接地板上形成缺陷接地结构，激发和改善本三频微带天线的谐振频率，增加阻抗带宽。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种三频微带天线背面的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种三频微带天线正面的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种三频微带天线的回波损耗特征曲线图；
图4是本发明实施例提供的一种三频微带天线在2.45GHz时在E平面的辐射方向图；
图5是本发明实施例提供的一种三频微带天线在2.45GHz时在H平面的辐射方向图；
图6是本发明实施例提供的一种三频微带天线在3.5GHz时在E平面的辐射方向图；
图7是本发明实施例提供的一种三频微带天线在3.5GHz时在H平面的辐射方向图；
图8是本发明实施例提供的一种三频微带天线在5.5GHz时在E平面的辐射方向图；
图9是本发明实施例提供的一种三频微带天线在5.5GHz时在H平面的辐射方向图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
下面将结合具体实施方式，对图1和图2所示的三频微带天线结构进行详细的说明，内容可以如下：
本发明实施例提供的一种三频微带天线，包括：介质基板1、辐射贴片2和接地板3；
介质基板1设置在辐射贴片2和接地板3之间，辐射贴片2和接地板3均设置在介质基板1上，且辐射贴片2的下端与介质基板1的下边缘连接；
参见图1，接地板3包括矩形板31和拱形板32，矩形板31的下端与介质基板1下边缘连接，矩形板31上端与拱形板32连接，拱形板32的拱形边远离矩形板31；
矩形板31上设有第一缺陷311，拱形板32的拱形边上设有第二缺陷321。
其中，三频微带天线的正面即为介质基板1设置辐射贴片2的一侧，背面为介质基板1设置接地板3的一侧。
另外，本发明实施例提供的三频微带天线还具有如下其他技术特征。
可选地，所述矩形板31与所述拱形板32为一体构造。
可选地，所述第一缺陷311为圆形缺陷。
可选地，圆形缺陷位于矩形板31的几何中心上。
本实施例中，圆形缺陷位于矩形板31的几何中心上，使得本三频微带天线频段收发性能更好。
可选地，第二缺陷321为矩形缺陷。
可选地，矩形缺陷位于拱形板32的拱形边中部。
本实施例中，矩形缺陷位于拱形板32的拱形边中部，使得本三频微带天线频段收发性能更好。
可选地，拱形板32的拱形边为圆弧形。
本实施例中，拱形板32的拱形边为圆弧形，使得本三频微带天线频段收发性能更好。
可选地，介质基板1为矩形。
可选地，介质基板1为FR-4环氧板，其相对介电常数εr=4.4，介质损耗为0.02，特性阻抗为50Ω。
可选地，为保证本三频微带天线良好的收发性能，辐射贴片2和接地板3均沿介质基板1中心线对称布置。
可选地，矩形板31的长度与介质基板1的宽度相同，且矩形板31与介质基板1对齐。
参见图2，可选地，辐射贴片2包括第一矩形板贴片21、第二矩形板贴片22、矩形环贴片23、椭圆环贴片24和圆环贴片25；
第一矩形贴片21的下端与介质基板1下边缘连接，其上端与矩形环贴片23的下端连接，矩形环贴片23的上端与第二矩形板贴片22连接；
椭圆环贴片24位于矩形环贴片23的内部，圆环贴片25位于椭圆环贴片24的内部，椭圆环贴片24的下端与矩形环贴片23的下端连接，圆环贴片25的下端与椭圆环贴片24的下端连接。
可选地，辐射贴片2可以为一体式构造。
可选地，介质基板1的长可以为35mm，宽可以为25mm，厚可以为0.8mm；矩形环贴片23的外环长可以为18mm，宽可以为15mm，内环长可以为16mm，宽度为13mm，内环底边距外环底边为1.5mm；矩形环贴片23的内环上端距第二矩形板贴片22的上端可以为2mm，第二矩形板贴片22的宽可以为20mm，高可以为1.5mm；椭圆环贴片24的外环长半轴可以为7mm，短半轴可以为4.2mm，内环长半轴可以为6mm，短半轴可以为3.6mm，椭圆环贴片24的外环圆心高于内环圆心可以为0.3mm；椭圆环贴片24的内环圆心距圆环贴片25的圆心可以为3.2mm，圆环贴片25的圆心距矩形环贴片23的内环底边可以为2.5mm；圆环贴片25的外环半径可以为2.8mm，内环半径可以为2mm；第一矩形板贴片21的宽度可以为2.4mm，第一矩形板贴片21长可以为12mm。接地板3中的矩形板31的长与介质基板1的宽长度相等为25mm，宽为7mm；接地板3中拱形板32的拱形边采用圆弧形时，其半径可以为20mm，拱形板32的圆心在介质基板1中心线上；矩形缺陷下底边至介质基板1下端的距离可以为9.5mm，矩形缺陷的高为0.5mm，矩形缺陷的宽可以为6mm；圆形缺陷半径可以为1.5mm，圆形缺陷的下端距离矩形板31下端的距离可以为4mm；通过上述结构，并结合实验，本实施例提供的三频微带天线可以提供0.19GHz、0.49GHz和0.88GHz三个阻抗带宽，工作频段分别为2.37～2.56GHz、3.31～3.8GHz和4.87～5.75GHz，谐振频率分别为2.47GHz、3.47GHz和5.37GHz。如图3所示，本三频微带天线在谐振点处的回波损耗分别为-22.24dB，-20.97dB和-22.47dB，由此显示出本三频微带天线具有良好的匹配特性。图4和图5分别是本三频微带天线在2. 45GHz时分别在 E平面和H平面的辐射方向图，图6和图7分别是本三频微带天线在3.5GHz时在E平面和H平面的辐射方向图，图8和图9分别是本三频微带天线在5.5GHz时在 E平面和H平面的辐射方向图，由图4至图9可知，本三频微带天线的辐射方向图特性在所有的工作频段内相对稳定，具有良好的方向性。综上所述，本三频微带天线具有多频段特性和良好的匹配特性及稳定性。同时，本三频微带天线通过设置第一缺陷311和第二缺陷321可以在没有增加整体体积的情况下得到了覆盖蓝牙、RFID、WLAN和WiMAX工作频段的天线。
本发明实施例中，通过在介质基板1上设置矩形板31使得本三频微带天线具有第一个频段，又通过在矩形板31上设置圆形缺陷使得本三频微带天线具有第二个频段，又通过在拱形板32的拱形边上设置矩形缺陷使得本三频微带天线具有第三个频段；同时，本三频微带天线通过圆形缺陷和矩形缺陷在接地板3上形成缺陷接地结构，激发和改善本三频微带天线的谐振频率，增加阻抗带宽。
还需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种三频微带天线，其特征在于包括介质基板、辐射贴片和接地板；
所述介质基板设置在所述辐射贴片和所述接地板之间，所述辐射贴片和所述接地板均设置在介质基板上，且所述辐射贴片的下端与所述介质基板的下边缘连接；
所述接地板包括矩形板和拱形板，所述矩形板的下端与所述介质基板下边缘连接，所述矩形板上端与所述拱形板连接，所述拱形板的拱形边远离所述矩形板；
所述矩形板上设有第一缺陷，所述拱形板的拱形边上设有第二缺陷；所述辐射贴片包括第一矩形板贴片、第二矩形板贴片、矩形环贴片、椭圆环贴片和圆环贴片；所述第一矩形板贴片的下端与所述介质基板下边缘连接，其上端与所述矩形环贴片的下端连接，所述矩形环贴片的上端与所述第二矩形板贴片连接；
所述椭圆环贴片位于所述矩形环贴片的内部，所述圆环贴片位于所述椭圆环贴片的内部，所述椭圆环贴片的下端与所述矩形环贴片的下端连接，所述圆环贴片的下端与所述椭圆环贴片的下端连接。
2.根据权利要求1所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述第一缺陷为圆形缺陷。
3.根据权利要求2所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述圆形缺陷位于所述矩形板的几何中心上。
4.根据权利要求1所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述第二缺陷为矩形缺陷。
5.根据权利要求4所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述矩形缺陷位于所述拱形板的拱形边中部。
6.根据权利要求1所述的三频微带天线，其特征在于，所述拱形板的拱形边为圆弧形。
7.根据权利要求1所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述介质基板为矩形。
8.根据权利要求7所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述辐射贴片和所述接地板均沿所述介质基板中心线对称布置。
9.根据权利要求8所述的一种三频微带天线，其特征在于，所述矩形板的长度与所述介质基板的宽度相同，且所述矩形板与所述介质基板对齐。
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