CN1343026A - 低轮廓宽频带平面天线 - Google Patents
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Abstract
低轮廓宽频带平面天线属于小型天线,它采用平面倒F型的结构,辐射面为矩形平面,与接地面垂直相接,并用小螺钉固定在地面上。它具有频带宽(BW可以达到10%以上),轮廓低,质量轻,成本低,制作简单等优点。
Description
本发明属于天线技术领域,尤其涉及低轮廓宽频带平面天线。
小型天线由于重量轻、体积小、低剖面、易于共形和集成、成本低、制作简便等优点而得到了广泛的研究和应用,但频带窄、效率低是小型天线的主要缺点,通常带宽仅有3~5%左右。
目前常用的展宽这类天线频带的方法是采用集成技术,即在天线中集成有晶体管,可使带宽变宽,但同时增加了损耗电阻,降低了效率,增加了制作的复杂度。
该发明目的主要解决普通小型天线频带窄、效率低的问题,实现宽带无线通信系统天线的小型化、平面集成宽带化。
本发明的技术方案如下:
采用倒F型结构的平面技术,即用辐射平面代替细导线,这种方法不但能改善天线的带宽性能,而且容易实现自谐振,减小了损耗电阻,提高了效率,降低了制作的成本和复杂度。
低轮廓宽频带平面天线采用倒F型结构,如图1所示,该辐射平面1为矩形薄铜皮,地面6为矩形金属块(铝、铜、铁等)。辐射面与接地面3垂直,接地面3又与地面6垂直。天线通过同轴线接头5向辐射平面1馈电,接地面3向水平方向垂直弯折,并用小螺钉4将铜皮固定在地面上,也可使用焊接的方式固定,图中2为馈电点。
图1中各符号说明如下:
H1:天线的高度,随实际需要而不同,通常3~5mm;
H2:天线接地面的长度,随天线工作频率而不同;
Ls:馈线的位置,随天线工作频率而不同;
L1:天线辐射面的长度,随天线工作频率而不同;
L2:天线接地面的长度,随天线工作频率而不同;
L3:天线固定边的长度,随实际需要而不同,无尺寸限制;
W1:天线辐射面的宽度,随天线工作频率而不同;
W2:天线接地面的宽度,随天线工作频率而不同;
图2所示为本发明反射系数测试曲线,其中1:VSWR=2.0,2:本发明天线的反射系数特性,VSWR<2.0的实测带宽为:BW=1880~2170=290MHz=14.5%。同时在微波暗室中测得该天线增益:4~5dBi
本发明优点:
1.轮廓低,质量轻,体积小,系统的空间利用率高
本发明天线的轮廓很低,通常是3~5mm。辐射平面是由薄铜皮构成,因此质量很轻,占用的体积也不大。特别是天线的辐射平面与地面之间还可以嵌入其他电路,而对其特性的影响很小,大大提高了系统的空间利用率。但是普通的印制天线在其辐射面之下有一定厚度的介质基片,是不能嵌入其他电路的。
2.宽频带特性:BW>10%(VSWR<2.0)。
这种新型结构的天线带宽比普通的小型天线和印制天线带宽宽得多。普通的小型天线带宽仅有1~3%,普通的印制天线频带通常也很窄,例如,普通微带矩形贴片天线带宽BW仅有1~5%,带线缝隙天线仅有1~2%。而本发明天线的带宽可达到10%以上。
3.结构简单,制作简易,成本很低
这种新型天线的制作极其的简易,只要将同轴馈线与矩形辐射面焊接起来即可,而普通的印制天线还要寻找和加工介电基片,比它复杂的多。在制作的成本上,平面倒F型天线的材料用薄铜皮即可,价格十分低廉;而其他小型天线和印制天线单位成本要高出很多。
附图说明:
图1为低轮廓宽频带平面天线的结构图。
图2为反射系数测试曲线。
以下结合附图给出两个优选实施例
实施例1:移动通信中用于宽带码分多址移动台的小型天线
H1=5mm,H2=6mm,Ls=8mm,L1=32mm
L2=60mm,L3=7mm,W1=13mm,W2=20mm
实施例2:用于3.5GHz无线局域网小型天线
H1=3mm,H2=6mm,Ls=5mm,L1=18mm
L2=40mm,L3=10mm,W1=12mm,W2=20mm本发明主要技术指标:天线阻抗带宽:BW>10%(VSWR<2.0)天线增益:4~5dBi
Claims (5)
1.低轮廓宽频带平面天线,其特征在于采用平面倒F形结构,辐射平面为矩形平面,并与接地面垂直,接地面又与地面垂直。
2.如权利要求1所述低轮廓宽频带平面天线,其特征在于所述的辐射平而为铜皮,地面为矩形金属块。
3.如权利要求2所述低轮廓宽频带平面天线,其特征在于所述的地面,金属块为铝、铜、铁。
4.如权利要求1所述低轮廓宽频带平面天线,其特征在于天线通过同轴线接头向辐射平面馈电。
5.如权利要求1所述低轮廓宽频带平面天线,其特征在于天线接地面向水平方向垂直弯折,并用小螺钉将矩形薄铜皮固定在地面上,也可使用焊接的方式固定。
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CN1937318B (zh) * | 2006-10-12 | 2010-11-10 | 上海交通大学 | 类倒f多频天线单元及其组成的低耦合多天线 |
CN105490035A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-13 | 南京濠暻通讯科技有限公司 | 一种低剖面gsm、lte共面定向天线 |
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US10958363B2 (en) | 2013-12-12 | 2021-03-23 | Electrolux Appliances Aktiebolag | Antenna arrangement and kitchen apparatus |
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