CN108155469A - 一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线 - Google Patents

一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线 Download PDF

Info

Publication number
CN108155469A
CN108155469A CN201711461170.XA CN201711461170A CN108155469A CN 108155469 A CN108155469 A CN 108155469A CN 201711461170 A CN201711461170 A CN 201711461170A CN 108155469 A CN108155469 A CN 108155469A
Authority
CN
China
Prior art keywords
human
medium substrate
width
bandwidth
microstrip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711461170.XA
Other languages
English (en)
Inventor
严冬
董腾
王平
陈俊宇
杜培勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Post and Telecommunications
Original Assignee
Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Post and Telecommunications filed Critical Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority to CN201711461170.XA priority Critical patent/CN108155469A/zh
Publication of CN108155469A publication Critical patent/CN108155469A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Abstract

本发明涉及一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线，属于无线技术领域。包括介质基板、矩形地板、L型接地微带条以及人型微带馈线；人型微带馈线的下端延升至基板下边缘处形成馈电端；在人型微带馈线下端左右两侧设置有调谐三角型缺口；在人型微带馈线左下角设有L型接地微带条，且在左上角与右下角处设有L接地微带条；在矩形框地板左、右、上端设有矩形缝隙；在调谐三角型缺口左右两侧有矩形缝隙。该微带天线确保在2.45G谐振频段处有足够的轴比带宽，且具备较小的体积，市场应用前景较好。

Description

一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线
技术领域
本发明属于无线技术领域，涉及一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线。
背景技术
通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的。在无线电设备中，用来辐射和接收无线电波的重要装置是天线。作为发射天线，它将被馈线引导的高频电流转换为电磁波并向特定的方向发射出去；而作为接收天线，它又做相反的变换，从而在任意两点之间实现了电磁信号的传递。从最初的单一点对点通信到现在覆盖全球的卫星通信系统，天线技术无疑承担了最基本、最前端的角色，它在社会生活中的重要性与日剧增，如今已成为现代文明中不可缺少的部分。
无线通信技术的发展和无线应用产品的普及，特别是近几年手持通信设备的普及和各种无线通信技术的发展，电子设备的功能越来越强大，信号带宽也在不断提高。人们对无线通信中必不可少的天线性能提出了更高的要求。当前的移动通信与大部分的电子设备中都是采用的线极化天线，线极化天线对天线的方向性要求极高，当接收天线与线极化方向一致时，感应出的信号最大，随着接收天线与线极化方向偏离越来越多，感应出的信号越小，正交时感应出的信号为零。单一线极化天线已经不能满足通信需求，所以圆极化微带天线被广泛研究。
圆极化微带天线优势：(1)圆极化信号可以被各种线极化天线所接收；(2)对方位的敏感性降低，不论接收天线的极化方向如何，感应出的信号都是相同的；(3)抑制雨雾干扰。但圆极化微带天线带宽小，当今通信电磁环境复杂，特别是山区的环境更加恶劣，多径信号干扰现象也更加严重，对天线带宽提出了很高的要求，所以发明一种宽带圆极化微带天线很有必要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线，包括矩形的介质基板、设置于介质基板上表面的矩形框、设置于介质基板上表面的人型微带馈线、设置于介质基板上表面人型微带馈线左下角的L型接地微带条；人型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端；在人型微带馈线下端左右两侧设置有调谐三角型缺口；在人型微带馈线左下角设有L型接地微带条，且在左上角与右下角处设有L接地微带条；在矩形框地板左、右、上端设有矩形缝隙；在调谐三角型缺口左右两侧有矩形缝隙；
所述介质基板上表面矩形框的上边缘、左边缘和右边缘各设置一对矩形缝隙，使电流沿曲折路径流过，用于减小天线点尺寸并保证足够长的传输路径，减小天线体积并优化圆极化条件；
所述介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条，用于改变地板等息的电流分布以实现圆极化辐射，保证天线的宽带特性；
所述人型微带馈线左右相邻两侧设置三角型缺口配合人型馈电微带条，用于实现中心频率的设置与展宽输入阻抗带宽；
所述介质基板上表面左下角加载L型接地微带条，用于展宽圆极化天线轴比带宽。
进一步，所述人型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端，馈电端宽度为3-5mm，随着馈电端宽度增加，天线阻抗中心频率向低频移动，中心频率为2.45GHz时馈电宽度为3mm，但是阻抗频带较低，通过在馈电端左右两侧加载调谐三角型缺口，调整三角型缺口的宽度与高度展宽阻抗带宽，最终三角型缺口宽度最佳为1.32mm，高度最佳为2.12mm。
进一步，所示介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条辐射圆极化电磁波，调节L型接地微带条宽度和高度轴比带宽会随之改变，当2.45GHz频率在轴比带宽范围内时，左上角和右下角L型接地微带条最佳宽度为5mm，最佳长度为7.73mm；此时轴比带宽较小，且低于阻抗带宽；通过在介质基板上表面左下角增加L型接地微带条展宽圆极化轴比带宽，此L型接地微带条宽度范围为8-11mm，高度范围为4-7mm，宽度为10.2mm且高度为6.3mm时轴比带宽最佳。
进一步，所述介质基板上表面左下角加载L型接地微带条，加宽轴比带宽，同时也影响阻抗带宽，使得轴比带宽较理想时阻抗带宽很低，通过在人型微带馈线的左右两侧加载矩形缝隙调节阻抗带宽，矩形缝隙宽度范围为0.2-0.6mm，高度范围为2-3mm，在矩形缝隙宽度为0.7mm高度为2.4mm时阻抗带宽与轴比带宽最佳。
本发明的有益效果在于：本发明采用在介质基板的上侧边缘、左侧边缘、右侧边缘处设置矩形缝隙，使电流沿曲折路径流过，从而减小天线电尺寸并保证足够长的传输路径，减小了天线体积并优化圆极化条件；采用介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条，改变地板缝隙的电流分布以实现圆极化辐射，保证天线的宽带特性；采用增加人型微带馈电条左右两侧的三角型缺口与矩形缝隙，并调节人型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端宽度展宽输入阻抗带宽；采用介质基板上表面左下角设置L型接地微带条，展宽天线轴比带宽。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为天线上表面结构示意图；
图2为天线侧视结构示意图；
图3为天线辐射方向图(2.2GHz)；
图4为天线辐射方向图(2.45GHz)；
图5为天线辐射方向图(2.5GHz)；
图6为天线阻抗仿真测试图；
图7为天线轴比仿真测试图。
附图标记：1-馈电端，2-人型微带馈线，3-介质基板，4-调谐三角型缺口，5-带宽矩形缝隙，6-L型圆极化辐射接地带，7-小体积矩形缝隙，8-L型接地微带条，9-矩形框。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1和2所示，本发明提供的一种共面波导馈电宽带圆极化微带天线，包括矩形介质基板3、设置于介质基板上表面的矩形框9、设置于介质基板上表面的人型微带馈线2、设置于介质基板上表面人型微带馈线左下角的L型接地微带条8；人型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端1；人型微带馈线下端左右两侧设置有调谐三角型缺口4、带宽矩形缝隙5；人型微带馈线左下角设有L型接地微带条8，且在左上角与右下角处设有L型圆极化辐射接地带6；在矩形框地板左、右、上端设有矩形缝隙7。
其中人型微带馈线2的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成的馈电端1的宽度为3-5mm，随着馈电端1宽度增加，天线阻抗中心频率向低频移动，中心频率为2.45GHz时馈电宽度为3mm，但是阻抗频带较低，通过在馈电端左右两侧加载调谐三角型缺口4，调整三角型缺口的宽度与高度展宽阻抗带宽，最终三角型缺口4宽度最佳为1.32mm，高度最佳为2.12mm。
介质基板3的尺寸为40*40*1.8mm3，介电常数εr＝4.4，损耗角正切tanδ＝0.02；矩形框9、人型微带馈线2、L型接地微带条8、L型圆极化辐射接地带6均蚀刻在介质基板3的上表面；接地连接线的宽度均为1mm。通过在介质基板上表面左上角和右下角加载L型圆极化辐射接地带6实现辐射圆极化波的功能，调节6宽度和高度轴比带宽会随之改变，当2.45GHz频率在轴比带宽范围内时，左上角和右下角L型接地微带条6最佳宽度为5mm，最佳长度为7.73mm。此时轴比带宽较小，且低于阻抗带宽。通过在介质基板上表面左下角增加L型接地微带条8展宽圆极化轴比带宽,此L型接地微带条8宽度范围为8-11mm，高度范围为4-7mm，宽度为10.2mm且高度为6.3mm时轴比带宽最佳。在介质基板上表面左下角加载L型接地微带条8，加宽轴比带宽，同时也影响阻抗带宽，使得轴比带宽较理想时阻抗带宽很低，通过在2的左右两侧加载矩形缝隙5调节阻抗带宽，矩形缝隙宽度5范围为0.2-0.6mm，高度范围为2-3mm，在矩形缝隙宽度为0.7mm高度为2.4mm时阻抗带宽与轴比带宽最佳。
综上所述，共面波导馈电的宽带圆极化微带天线阻抗带宽由人型微带馈线2、调谐三角型缺口4和矩形缝隙5调节，轴比带宽主要由L型接地微带条8调节，且最佳阻抗带宽与轴比带宽如图6、7所示，此时阻抗带宽为26.1％(2.0-2.6GHz)，轴比带宽为17.4％(2.1-2.5GHz)，适用于所有2.45GHz频段的通信设备。
图3、4、5分别为天线的辐射方向图在2.2GHz、2.45GHz、2.5GHz频段的仿真结果图，从仿真结果图可以看到，该圆极化天线具有很好的定向性，并且在频率2.2-2.5GHz范围内的方向图非常稳定，并且天线在+z辐射右旋圆极化波，-z辐射左旋圆极化波。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线，其特征在于：包括矩形的介质基板、设置于介质基板上表面的矩形框、设置于介质基板上表面的人型微带馈线、设置于介质基板上表面人型微带馈线左下角的L型接地微带条；人型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端；在人型微带馈线下端左右两侧设置有调谐三角型缺口；在人型微带馈线左下角设有L型接地微带条，且在左上角与右下角处设有L接地微带条；在矩形框地板左、右、上端设有矩形缝隙；在调谐三角型缺口左右两侧有矩形缝隙；
所述介质基板上表面矩形框的上边缘、左边缘和右边缘各设置一对矩形缝隙，使电流沿曲折路径流过，用于减小天线点尺寸并保证足够长的传输路径，减小天线体积并优化圆极化条件；
所述介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条，用于改变地板等息的电流分布以实现圆极化辐射，保证天线的宽带特性；
所述人型微带馈线左右相邻两侧设置三角型缺口配合人型馈电微带条，用于实现中心频率的设置与展宽输入阻抗带宽；
所述介质基板上表面左下角加载L型接地微带条，用于展宽圆极化天线轴比带宽。
2.根据权利要求1所述的一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线，其特征在于：所述人型微带馈线的下端延伸至介质基板上表面的下边缘处形成馈电端，馈电端宽度为3-5mm，随着馈电端宽度增加，天线阻抗中心频率向低频移动，中心频率为2.45GHz时馈电宽度为3mm，但是阻抗频带较低，通过在馈电端左右两侧加载调谐三角型缺口，调整三角型缺口的宽度与高度展宽阻抗带宽，最终三角型缺口宽度最佳为1.32mm，高度最佳为2.12mm。
3.根据权利要求1所述的一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线，其特征在于：所示介质基板上表面左上角和右下角加载L型接地微带条辐射圆极化电磁波，调节L型接地微带条宽度和高度轴比带宽会随之改变，当2.45GHz频率在轴比带宽范围内时，左上角和右下角L型接地微带条最佳宽度为5mm，最佳长度为7.73mm；此时轴比带宽较小，且低于阻抗带宽；通过在介质基板上表面左下角增加L型接地微带条展宽圆极化轴比带宽，此L型接地微带条宽度范围为8-11mm，高度范围为4-7mm，宽度为10.2mm且高度为6.3mm时轴比带宽最佳。
4.根据权利要求1所述的一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线，其特征在于：所述介质基板上表面左下角加载L型接地微带条，加宽轴比带宽，同时也影响阻抗带宽，使得轴比带宽较理想时阻抗带宽很低，通过在人型微带馈线的左右两侧加载矩形缝隙调节阻抗带宽，矩形缝隙宽度范围为0.2-0.6mm，高度范围为2-3mm，在矩形缝隙宽度为0.7mm高度为2.4mm时阻抗带宽与轴比带宽最佳。
CN201711461170.XA 2017-12-28 2017-12-28 一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线 Pending CN108155469A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711461170.XA CN108155469A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711461170.XA CN108155469A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108155469A true CN108155469A (zh) 2018-06-12

Family

ID=62462612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711461170.XA Pending CN108155469A (zh) 2017-12-28 2017-12-28 一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108155469A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110943290A (zh) * 2019-12-17 2020-03-31 上海隧道工程股份有限公司 地下通信共面波导馈电的宽带微带天线
TWI704723B (zh) * 2019-08-20 2020-09-11 國立高雄科技大學 Rfid讀取器之圓極化小型天線

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010050700A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Advanced Telecommunication Research Institute International アンテナ装置およびそれを備えたアレーアンテナ装置
CN202134653U (zh) * 2011-04-15 2012-02-01 哈尔滨工程大学 一种小型化宽频天线
CN104953272A (zh) * 2015-07-15 2015-09-30 中南大学 一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线
CN104953285A (zh) * 2015-06-29 2015-09-30 电子科技大学 一种实现小频率比的双频极化可重构天线
CN206250383U (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 东莞健益五金制品有限公司 开槽接地板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010050700A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Advanced Telecommunication Research Institute International アンテナ装置およびそれを備えたアレーアンテナ装置
CN202134653U (zh) * 2011-04-15 2012-02-01 哈尔滨工程大学 一种小型化宽频天线
CN104953285A (zh) * 2015-06-29 2015-09-30 电子科技大学 一种实现小频率比的双频极化可重构天线
CN104953272A (zh) * 2015-07-15 2015-09-30 中南大学 一种具有缺陷地圆形槽的三频带超宽带天线
CN206250383U (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 东莞健益五金制品有限公司 开槽接地板

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NADER FELEGARI等: "Broadband CPW-Fed Circularly Polarized Square Slot Antenna With Three Inverted-L-Shape Grounded Strips", 《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS》 *
VEERAMANI A等: "Dual band compact inset CPW feed antenna with DGS", 《 2015 3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON SIGNAL PROCESSING, COMMUNICATION AND NETWORKING (ICSCN)》 *
VIVEK TIWARI等: "Gain enhancement of a CPW - Fed horse shoe shaped slot antenna with defected ground structures for WiMax/WLAN applications", 《 INTERNATIONAL CONFERENCE ON RECENT ADVANCES AND INNOVATIONS IN ENGINEERING (ICRAIE-2014)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI704723B (zh) * 2019-08-20 2020-09-11 國立高雄科技大學 Rfid讀取器之圓極化小型天線
CN110943290A (zh) * 2019-12-17 2020-03-31 上海隧道工程股份有限公司 地下通信共面波导馈电的宽带微带天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203826551U (zh) 一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线
CN208690490U (zh) 一种基于共面波导的对地开槽的圆极化天线
US10074905B2 (en) Planar antenna apparatus and method
CN106058447A (zh) 一种适用于x波段的宽带宽波束圆极化介质谐振器天线
CN110380193A (zh) 一种小型化多波段共口径圆极化天线
CN209232942U (zh) 一种矩形环型宽频带双频天线
CN109687125A (zh) 一种基于多模融合的超低剖面双频宽波束微带天线
CN206558683U (zh) 一种加载圆形介质板的宽带维瓦尔第天线
CN105449348A (zh) 电磁偶极子天线
US6445906B1 (en) Micro-slot antenna
KR101149885B1 (ko) 전방향으로 방사되는 광대역 안테나
CN115732902A (zh) 一种宽带双极化基站天线
US7567210B2 (en) Small size ultra-wideband antenna
CN114976665A (zh) 一种加载频率选择表面辐射稳定的宽带双极化偶极子天线
CN108598675B (zh) 一种宽波束磁偶极子天线
CN108155469A (zh) 一种共面波导馈电的宽带圆极化微带天线
CN113078469A (zh) 一种用于卫星通信的Ku波段双频双极化天线
CN110943290B (zh) 地下通信共面波导馈电的宽带微带天线
CN210111029U (zh) 一种双频天线及飞行器
CN108183315A (zh) 应用于l/c频段的机载双频天线
KR20100135489A (ko) Ｐｉｆａ 구조를 가지는 등방성 금속부착 태그 안테나
WO2021000138A1 (zh) 辐射体、天线和基站
CN214313533U (zh) 偶极子天线及通信设备
WO2021083218A1 (zh) 天线单元及电子设备
CN108173008A (zh) 一种新型平面全向圆极化天线、无线通信基站、移动终端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180612

RJ01 Rejection of invention patent application after publication