CN107658552A - 一种小型cpw馈电宽轴比带宽圆极化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，所述天线包括CPW馈电网络、辐射贴片和接地板；所述接地板处设有一以导电体围成的带缺口的矩形环；矩形环内的接地板处设置CPW馈电网络和辐射贴片；所述CPW馈电网络包括阻抗匹配的T形辐射体；T形辐射体竖边经矩形环缺口与信号线相连；T形辐射体横边上方设有一端与矩形环竖边短接的L形导体片；L形导体片位于T形辐射体竖边一侧且L形长边与T形辐射体横边平行，L形导体片长边上方平行设置一短矩形导体片，所述短矩形导体片一端与矩形环竖边短接；本发明具有宽轴比带宽、宽阻抗带宽、优良圆极化的性能优势，其结构简单、尺寸小巧、易于制作，适用于无线通信系统。

Description

一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线。
背景技术
近几年，新型的宽带天线，发展迅速，其重要的特性是宽频带、大范围覆盖。该种天线主要用来弥补窄带天线带宽较窄的问题而得以提出和发展的，在无线通信系统中，为了实现与其他通信设备的集成、使天线可同时工作于多种情形，因此天线的小型化和宽频带成为了研究的热点；天线的抗干扰特性决定了天线必须具备宽频带、体积小等特点，以降低干扰，提高通讯质量。
应用于无线通信的宽带天线设计应根据实际需要满足相应的要求。在宽带通信系统中，天线的小型化、低成本、制作难度小、易于集成等特点也成为评价天线实用性和性价比的重要指标。
共面波导馈电的馈电方式使得天线的辐射贴片和接地板在同一平面内，这样可以有效降低天线的尺寸。共面波导馈电的宽带天线，其具有比微带天线更宽的带宽、较为稳定的方向性等优点；而且，共面波导馈电的天线加工和调试方便、易于集成，使得其成为宽带天线研究与应用中不错的选择。
发明内容
本发明提出一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，具有宽轴比带宽、宽阻抗带宽、优良圆极化的性能优势，其结构简单、尺寸小巧、易于制作，适用于无线通信系统。
本发明采用以下技术方案。
一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，所述天线包括CPW馈电网络、辐射贴片和接地板；所述接地板处设有一以导电体围成的带缺口的矩形环；矩形环内的接地板处设置CPW馈电网络和辐射贴片；所述CPW馈电网络包括阻抗匹配的T形辐射体；T形辐射体竖边经矩形环缺口与信号线相连；T形辐射体横边上方设有一端与矩形环竖边短接的L形导体片；L形导体片位于T形辐射体竖边一侧且L形长边与T形辐射体横边平行，L形导体片长边上方平行设置一短矩形导体片，所述短矩形导体片一端与矩形环竖边短接。
所述T形辐射体竖边两侧的横边不等长，L形导体片位于T形横边的较长一侧上方；所述L形导体片与短矩形导体片均为天线的调谐支节。
所述辐射贴片为一矩形导体片；辐射贴片位于T形横边的较短一侧上方。
所述辐射贴片不与矩形环相连接。
所述T形辐射体的竖边与矩形环缺口之间形成两条等长等宽的CPW馈电缝隙；CPW馈电缝隙位于接地板下方。
所述天线还包括介质基板；所述介质基板为环氧树脂板。
所述与T形辐射体竖边相连的信号线与同轴探针相连，信号线以同轴探针进行馈电。
本发明通过调整辐射贴片、调谐支节各参数值，可激发圆极化波，实现天线的圆极化，扩宽轴比带宽。
本发明通过调整接地板、CPW馈电网络各参数值，天线的阻抗可调节为50欧姆，实现天线与输入端同轴馈电端口的匹配，从而实现宽阻抗带宽。
相比现有的天线产品，本发明尺寸减小了20%，实现小型化。
本发明结构简单、尺寸小巧、易于制作，适用于无线通信系统，有广阔的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本产品的结构示意图；
附图2是本产品的另一示意图；
附图3是本产品的反射系数仿真结果；
附图4是本产品的圆极化轴比带宽仿真结果；
附图5是本产品在的XOZ面方向图；
图中：1-天线；10-介质基板；21-T形辐射体；22-CPW馈电缝隙；30-辐射贴片；40-接地板；41-L形导体片（L型调谐支节）；42-短矩形导体片（水平向的短调谐支节）；101-矩形环；102-矩形环缺口。
具体实施方式
如图1-5所示，一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，所述天线1包括CPW馈电网络、辐射贴片30和接地板40；所述接地板处设有一以导电体围成的带缺口的矩形环101；矩形环101内的接地板40处设置CPW馈电网络和辐射贴片30；所述CPW馈电网络包括阻抗匹配的T形辐射体21；T形辐射体21竖边经矩形环缺口102与信号线相连；T形辐射体横边上方设有一端与矩形环竖边短接的L形导体片41；L形导体片位于T形辐射体竖边一侧且L形长边与T形辐射体21横边平行，L形导体片长边上方平行设置一短矩形导体片42，所述短矩形导体片42一端与矩形环101竖边短接。
所述T形辐射体竖边两侧的横边不等长，L形导体片位于T形横边的较长一侧上方；所述L形导体片与短矩形导体片均为天线的调谐支节。
所述辐射贴片为一矩形导体片；辐射贴片位于T形横边的较短一侧上方。
所述辐射贴片不与矩形环相连接。
所述T形辐射体的竖边与矩形环缺口之间形成两条等长等宽的CPW馈电缝隙；CPW馈电缝隙位于接地板下方。
所述天线还包括介质基板10；所述介质基板为环氧树脂板。
所述与T形辐射体竖边相连的信号线与同轴探针相连，信号线以同轴探针进行馈电。
实施例1：
调整辐射贴片30、调谐支节41和42各参数值，可激发圆极化波，实现天线的圆极化，扩宽轴比带宽。
实施例2：
调整接地板40、CPW馈电网络各参数值，天线的阻抗可调节为50欧姆，天线与输入端同轴馈电端口的匹配，从而实现宽阻抗带宽。
实施例3：
如图3-5所示，小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线的反射系数，小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线的圆极化轴比；小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线在XOZ平面的辐射方向图呈近似的“8”字形，且天线在频点处呈现出稳定的辐射方向特性。
实施例4：
实施例3中的天线，其接地板厚度为0.6mm，接地板上的矩形环为正矩形的环带，环的外沿每边长为80mm，内沿每边长为60mm，CPW馈电缝隙宽度为2mm；
T形辐射片的竖边、横边的横截面宽度均为4mm；以T形辐射片竖边为界，T形辐射片横边较长一侧的长度为21mm，较短一侧的长度为17mm；T形辐射片横边与矩形环缺口边的距离为4mm；
L形导体片、辐射贴片与矩形环缺口边的距离均为13mm；L形导体片各部位的横截面宽度均为7mm，L形导体片的长边长度为27mm，L形导体片的短边长度为13mm；辐射贴片的长为15mm且宽为15mm；
短矩形导体片42（水平向的短调谐支节）距L形导体片的长边距离为17mm，短矩形导体片42的长宽均为6mm。

Claims (7)

1.一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，能实现共面波导（CPW）天线的小型化，其特征在于：所述天线包括CPW馈电网络、辐射贴片和接地板；所述接地板处设有一以导电体围成的带缺口的矩形环；矩形环内的接地板处设置CPW馈电网络和辐射贴片；所述CPW馈电网络包括阻抗匹配的T形辐射体；T形辐射体竖边经矩形环缺口与信号线相连；T形辐射体横边上方设有一端与矩形环竖边短接的L形导体片；L形导体片位于T形辐射体竖边一侧且L形长边与T形辐射体横边平行，L形导体片长边上方平行设置一短矩形导体片，所述短矩形导体片一端与矩形环竖边短接。
2.根据权利要求1所述的一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，其特征在于：所述T形辐射体竖边两侧的横边不等长，L形导体片位于T形横边的较长一侧上方；所述L形导体片与短矩形导体片均为天线的调谐支节。
3.根据权利要求2所述的一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，其特征在于：所述辐射贴片为一矩形导体片；辐射贴片位于T形横边的较短一侧上方。
4.根据权利要求3所述的一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，其特征在于：所述辐射贴片不与矩形环相连接。
5.根据权利要求1所述的一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，其特征在于：所述T形辐射体的竖边与矩形环缺口之间形成两条等长等宽的CPW馈电缝隙；CPW馈电缝隙位于接地板下方。
6.根据权利要求1所述的一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，其特征在于：所述天线还包括介质基板；所述介质基板为环氧树脂板。
7.根据权利要求1所述的一种小型CPW馈电宽轴比带宽圆极化天线，其特征在于：所述与T形辐射体竖边相连的信号线与同轴探针相连，信号线以同轴探针进行馈电。
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