CN106356616A - 一种应用于wlan频段的介质谐振器天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于WLAN频段的介质谐振器天线，包括介质板，介质板下表面设有微带线，且微带线延伸至介质板的左侧边沿；介质板上表面还设有延伸至其左侧边沿的接地板，接地板上开设有U型槽和位于U型槽开口处的矩形槽；还包括固定在接地板上表面的长方体状的介质谐振器，介质谐振器底面覆盖到U型槽和矩形槽之上；介质板的左侧边沿设有连接微带线和接地板的SMA连接器，SMA连接器内设有耦合探针；介质谐振器右侧壁上设有寄生贴片，寄生贴片还连接到接地板。本发明的介质谐振器不需要其他的固定结构置于接地板上，结构简单，便于量产；且频带宽、效率高及激励简单，与微带天线相比较，具有更大的带宽，便于接收更大频段的信号。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种应用于WLAN频段的介质谐振器天线。
背景技术
近年来，随着无线通信系统的迅猛发展，人们不断对通信系统提出新的标准、开发新的技术，从早期的GSM、CDMA、WCDMA到现在的TD-SCDMA、WLAN、WiMAX等，微波频段划分的越来越细。介质谐振器天线在天线家族是重要的部分，并具有很好的设计及应用前景。自1983年介质谐振器天线提出，在过去的30多年中进行了大量的研究并取得重大进展，现已证实了介质谐振器天线在无线电通信系统的优势。
该天线使用槽耦合馈电方式，微带线通过接地板上开长方形小槽对介质谐振器进行馈电，然后利用介质谐振器的特点发射接收电磁场与电磁波，为了防止电磁波的散射，在天线的上端加入反射板来提高天线的回波损耗S11、驻波比VSWR、增益Gain。该天线可以运用在5.15-5.825GHz的频带Wireless Local Area Network（WLAN 无线局域网），并且避免了在其它频段出现的窄带系统而形成的频带交叠现象从而避免超宽带通信系统与其他通信系统在工作时产生冲突和干扰。
交叉极化是通信基站天线很重要的一个参数，良好的交叉极化可以抑制多径效应。但目前市场上的大多数的介质谐振天线的介质谐振器（如圆柱形、圆台形或半球形的介质谐振器）的交叉极化较高，性能有待提高，且制作工艺复杂，不利于量产。
发明内容
基于上述原因，本发明的目的在于，提供一种结构简单、安装简便、体积小、便于量产、接收信号性能好的应用于WLAN频段的介质谐振器天线。技术方案如下：
一种应用于WLAN频段的介质谐振器天线，包括介质板，介质板下表面设有微带线，且微带线延伸至介质板的左侧边沿；介质板上表面还设有延伸至其左侧边沿的接地板，接地板上开设有U型槽和位于U型槽开口处的矩形槽；还包括固定在接地板上表面的长方体状的介质谐振器，介质谐振器底面覆盖到U型槽和矩形槽之上；介质板的左侧边沿设有连接微带线和接地板的SMA连接器，SMA连接器内设有耦合探针。
进一步的，所述介质谐振器右侧壁上设有寄生贴片，寄生贴片还连接到接地板。
更进一步的，所述寄生贴片由金属银制成。
更进一步的，所述微带线为银镀层或铜银混合镀层。
更进一步的，所述接地板为银镀层或铜银混合镀层。
更进一步的，所述介质板为高频PCB板。
更进一步的，所述介质谐振器由陶瓷填料的PTFE复合材料制成。
本发明的有益效果是：
1）本发明采用长方体介质谐振器，相比市场其他形状的介质谐振器天线（状例如：圆柱形、圆台型、半球形）的介质谐振器具有交叉极化低，便于制作等优势；
2）本发明具有结构简单的优点；该天线仅仅使用介质板、介质谐振器和寄生贴片，介质谐振器不需要其他的固定结构置于接地板上，该天线结构简单，便于量产；
3）本发明作为移动通信天线输入阻抗为50Ω，且频带宽，相对带宽小于-10db达到了38.60%，小于-15db的相对带宽达到了28.57%，效率高及激励简单，与微带天线等其他种类天线相比具有阻抗带宽大、增益高、尺寸小，便于接收更大频段的信号，可应用于小型基站或商场中；
4）本发明对于输入功率要求较低，具有节电和环保的优势。
附图说明
图1为本发明应用于WLAN频段的介质谐振器天线的结构示意透视图。
图2为本发明应用于WLAN频段的介质谐振器天线的俯视图。
图3为本发明应用于WLAN频段的介质谐振器天线的正视图。
图4为本发明应用于WLAN频段的介质谐振器天线仿真S参数图。
图5为本发明应用于WLAN频段的介质谐振器天线仿真辐射特性（增益）图。
图6为本发明应用于WLAN频段的介质谐振器天线仿真驻波比VSWR图。
图中：1- SMA连接器；2-微带线；3-介质板；4-接地板；5-U型槽；6-寄生贴片；7-介质谐振器；8-耦合探针。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1和图2所示，一种应用于WLAN频段的介质谐振器天线，包括介质板3，介质板3下表面设有微带线2，且微带线2延伸至介质板3的左侧边沿；介质板3上表面还设有延伸至其左侧边沿的接地板4，接地板4上开设有U型槽5和位于U型槽5开口处的矩形槽；还包括固定在接地板4上表面的长方体状的介质谐振器7，介质谐振器7底面覆盖到U型槽5和矩形槽之上；介质板3的左侧边沿设有连接微带线2和接地板4的SMA连接器1，SMA连接器1内设有耦合探针8。
如图3所示，本实施例的介质谐振器7右侧壁上设有寄生贴片6，寄生贴片6还连接到接地板4。寄生贴片6由金属银制成，为薄银片。
其中，介质板3为高频PCB电路板，微带线2和接地板4均为银镀层，或者是铜和银的混合镀层，两者分别电镀于介质板3的上下表面。
介质谐振器7与接地板4、寄生贴片6胶粘或者螺钉连接，在本实施例中，介质谐振器7是通过胶水固定在接地板4上。介质谐振器7材料由陶瓷材料或者陶瓷复合材料制备。
本实实施例的介质谐振天线采用微带线缝隙耦合馈电方式，通过微带线2给接地板4上的矩形槽和U型槽5馈电，然后通过槽将电流输入到介质谐振器7中。为了防止电磁波的散射，在介质谐振器背面附上寄生贴片6，上部加入反射板，可以将天线的性能大幅度提高。
为进一步说明上述技术方案的可实施性，下面给出一个具体设计实例，本设计实例的微带线2、接地板4和寄生贴片6均采用介电常数为1.0的金属银材料，介质板3采用介电常数为2.2的高频PCB电路板，介质谐振器7采用介电常数为10.2的陶瓷复合材料。仿真结果如图4的介质谐振器天线仿真S参数图所示，该天线的谐振频率为5.18GHz和6.16GHz，对应回波损耗S11<-10dB的带宽2.2GHz，两个谐振点处回波损耗S11<-20dB。该天线的增益可以从图5的辐射方向图得到，最大增益达到7.26dBi。如图6所示，该天线在4.6~6.6GHz的驻波比VSWR<1.5。整个天线的尺寸为长32mm，宽31.4mm，高15mm，尺寸小、结构简单。
Claims (7)
1.一种应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，包括介质板（3），介质板（3）下表面设有微带线（2），且微带线（2）延伸至介质板（3）的左侧边沿；介质板（3）上表面还设有延伸至其左侧边沿的接地板（4），接地板（4）上开设有U型槽（5）和位于U型槽（5）开口处的矩形槽；还包括固定在接地板（4）上表面的长方体状的介质谐振器（7），介质谐振器（7）底面覆盖到U型槽（5）和矩形槽之上；介质板（3）的左侧边沿设有连接微带线（2）和接地板（4）的SMA连接器（1），SMA连接器（1）内设有耦合探针（8）。
2.根据权利要求1所述的应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，所述介质谐振器（7）右侧壁上设有寄生贴片（6），寄生贴片（6）还连接到接地板（4）。
3.根据权利要求2所述的应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，所述寄生贴片（6）由金属银制成。
4.根据权利要求1所述的应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，所述微带线（2）为银镀层或铜银混合镀层。
5.根据权利要求1所述的应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，所述接地板（4）为银镀层或铜银混合镀层。
6.根据权利要求1所述的应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，所述介质板（3）为高频PCB板。
7.根据权利要求1所述的应用于WLAN频段的介质谐振器天线，其特征在于，所述介质谐振器（7）由陶瓷填料的PTFE复合材料制成。
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