CN201163659Y - 具有蛇形线结构的平面倒f天线 - Google Patents

具有蛇形线结构的平面倒f天线 Download PDF

Info

Publication number
CN201163659Y
CN201163659Y CNU200820031053XU CN200820031053U CN201163659Y CN 201163659 Y CN201163659 Y CN 201163659Y CN U200820031053X U CNU200820031053X U CN U200820031053XU CN 200820031053 U CN200820031053 U CN 200820031053U CN 201163659 Y CN201163659 Y CN 201163659Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
serpentine
antenna
ohm
radiation patch
medium substrate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU200820031053XU
Other languages
English (en)
Inventor
车文荃
李梅
薛泉
王湛娴
常玉梅
喻洋
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.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
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 Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CNU200820031053XU priority Critical patent/CN201163659Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201163659Y publication Critical patent/CN201163659Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种具有蛇形线结构的平面倒F天线。该天线包括介质基板、短路点、50欧姆馈电线、接地板和微带辐射贴片，该微带辐射贴片光刻在介质基板上，并且通过短路点与接地板相接；50欧姆馈电线也光刻在介质基板上，该50欧姆馈电线与微带辐射贴片相连接，在微带辐射贴片的开路端接上蛇形线。本实用新型利用普通的蛇形线结构来设计传统的PIFA，集中了PIFA的优点，体积和重量均大大减小；其平面结构易于和其他平面电路或系统连接，可实现和微带或共面波导馈线的连接；微带馈电部分和天线共用同一介质衬底，具有很高程度的集成性，可以实现天线的小型化；结构简单，制作方便，成本低。

Description

具有蛇形线结构的平面倒F天线
技术领域
本实用新型涉及小型化微带天线，特别是一种具有蛇形线结构的平面倒F天线(Printed Inverted-F Antenna，以下简称PIFA)。
背景技术
随着现代通信技术的发展，天线作为通信系统的前端设备，已经受到越来越多的重视以及更多的改进，尤其是在其带宽容量以及尺寸上。现在有很多天线都是光刻在印刷电路板上面，PIFA是平面印刷天线一类。PIFA由微带天线转换而来，与微带天线一样，它具有众多优点，如造价低，重量轻，加工简单，安装方便，并且与集成电路相兼容等。它广泛应用于导弹发射器，飞行器，相控阵天线以及便携式无线收发机中。通常PIFA的尺寸为工作波长的四分之一个波长，这样占据了PCB板上大量的空间，并且PIFA具有和微带天线一样的缺点就是带宽窄。这些缺点使得PIFA不能满足现代通信系统的需要，所以拓展PIFA带宽以及减小其尺寸是必要的。目前，已经有很多方法来改进PIFA的带宽，如增加贴片的高度，用两个辐射贴片实现双频，在辐射贴片上开槽产生两个接地的谐振模式以及用锥形的辐射贴片等。这些方法都可以有效地改进PIFA的带宽。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带宽宽、结构简单、体积小、重量轻、低剖面，易于和微带及共面波导等平面电路或系统相连接的具有蛇形线结构的平面倒F天线。
实现本实用新型目的的技术方案为：一种具有蛇形线结构的平面倒F天线，包括介质基板、短路点、50欧姆馈电线、接地板和微带辐射贴片，该微带辐射贴片光刻在介质基板上，并且通过短路点与接地板相接；50欧姆馈电线也光刻在介质基板上，该50欧姆馈电线与微带辐射贴片相连接，在微带辐射贴片的开路端接上蛇形线。
本实用新型具有蛇形线结构的平面倒F天线的蛇形线的数量为一个或两个。
本实用新型具有蛇形线结构的平面倒F天线的蛇形线为螺旋形状。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：(1)利用普通的蛇形线结构来设计传统的PIFA，集中了PIFA的的优点，体积和重量均大大减小。(2)其平面结构易于和其他平面电路或系统连接，可实现和微带或共面波导馈线的连接。(3)微带馈电部分和天线共用同一介质衬底，具有很高程度的集成性，可以实现天线的小型化。(4)将具有慢波特性的蛇形线引入PIFA，有效的改进了PIFA尺寸；由于蛇形线两个平行边带上电流方向相反，这相当于给PIFA引入电容抵消了馈电线上引入的电感，使得PIFA带宽得到较大程度的改进，即当引入一个蛇形线时，-10dB天线带宽为23.1％，；引入两个蛇形线时，其带宽为40％。(5)结构简单，制作方便，成本低。
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本实用新型具有一个蛇形线结构的PIFA的平面示意图。
图2是本实用新型具有两个蛇形线结构的PIFA的平面示意图。
具体实施方式
结合图1，本实用新型具有蛇形线结构的平面倒F天线，包括介质基板3、短路点2、50欧姆馈电线4、接地板5和微带辐射贴片7，该微带辐射贴片7光刻在介质基板3上，并且通过短路点2与接地板5相接；50欧姆馈电线4也光刻在介质基板3上，该50欧姆馈电线4与微带辐射贴片7相连接，在微带辐射贴片7的开路端接上蛇形线。其中，蛇形线的数量为一个或两个。蛇形线1、6为螺旋形状。
本实用新型具有蛇形线结构的平面倒F天线的微带贴片7的宽度G为1～2mm，从辐射贴片7的末端到短路点2的总长度为0.25λ，并且不管是一个蛇形线还是两个蛇形线结构，这个长度保持不变；微带贴片7到短路点2的距离L2为1～3mm，短路点2到50欧姆馈电线4的距离L3为3mm，而50欧姆馈电线4到蛇形线1的距离L4为3～5mm，蛇形线1两条平行边带的距离L5为3mm，其最末端长度L7为4mm；蛇形线1、6的高度L6为3mm；蛇形线6到50欧姆馈电线4的距离g1为0.2mm，蛇形线6中各平行边带的间隔g2，g3，g4均为0.2mm，蛇形线6最末端g5长度为0.2mm。接地板5到介质基板3末端L1长度为5～10mm。介质基板3的厚度为0.37λ～0.73λ，介电常数范围为2～15，其长度L为0.5λ～1λ，宽度W为0.2λ～0.5λ。50欧姆微带线4宽2.8mm，长94mm。根据所选用的介质衬底不同，50欧姆微带线的宽度可以有所改变。
实施例：微带贴片7的宽度为1mm，微带贴片7到短路点2的距离为3mm，短路点2到50欧姆馈电线4的距离为3mm，而50欧姆馈电线4到蛇形线1、6的距离为5mm，蛇形线1、6的高度为4mm，垂直部分的间隔为4mm，其最末端的长度为4mm。介质基板3的厚度为1mm，介电常数为2.65。图2引入了两个蛇形线结构，它的多数参数和图1一致，唯一不同的在蛇形线结构中，50欧姆馈电线4到蛇形线1、6的距离为0.2mm，而蛇形线中相邻垂直部分的间隔也为0.2mm，其他的参数都和图1一致。50欧姆微带线4宽2.8mm，长94mm。本实用新型具有蛇形线结构的PIFA适用的频率范围为K-E波段。
测试结果表明：当引入一个蛇形线时，-10dB天线带宽为23.1％，；引入两个蛇形线时，其带宽为40％。总体积(含微带转换)为99mm*34mm*1mm，重量不足100克。
本实用新型具有蛇形线的PIFA的制作过程如下：
(1)首先，确定天线的主模为TM01模式，根据该模式的截止频率，选定介质基板的特性参数，包括介电常数和衬底厚度。
(2)根据微带天线单元宽度的理论分析公式，确定微带天线的单元宽度，进而确定PIFA的单元宽度，两者尺寸相等。
(3)根据微带天线单元长度的理论分析公式，确定微带天线的单元长度，进而确定PIFA的单元长度，后者为前者的一半长度。
(4)从减小天线重量及安装面积和降低成本着眼，根据工程经验，确定介质基板尺寸。由(2)-(3)得到的结构进行一维转换，并且在其一边接地，即可以得到一个普通的PIFA。
(5)在(4)中得到的PIFA基础上，将其开路端部分加上不同数量的蛇形线结构。
(6)本专利是为适应微波毫米波混合集成电路与毫米波集成电路的应用而设计的，因而天线馈电端特别设计了到微带的转换，也可以由同轴线进行波导激励，以便更好地和其他微波毫米波混合集成电路或者毫米波集成电路相连接。
(7)微带馈电和PIFA是设计在同一介质衬底板上，成为一个整体结构，无需额外的组装以及调试附件，因此非常适合集成化以及批量生产的要求。

Claims (7)

1、一种具有蛇形线结构的平面倒F天线，包括介质基板[3]、短路点[2]、50欧姆馈电线[4]、接地板[5]和微带辐射贴片[7]，该微带辐射贴片[7]光刻在介质基板[3]上，并且通过短路点[2]与接地板[5]相接；50欧姆馈电线[4]也光刻在介质基板[3]上，该50欧姆馈电线[4]与微带辐射贴片[7]相连接，其特征在于：在微带辐射贴片[7]的开路端接上蛇形线。
2、根据权利要求1所述的具有蛇形线结构的平面倒F天线，其特征在于：蛇形线的数量为一个或两个。
3、根据权利要求1或2所述的具有蛇形线结构的平面倒F天线，其特征在于：蛇形线[1、6]为螺旋形状。
4、根据权利要求1所述的具有蛇形线结构的平面倒F天线，其特征在于：微带贴片[7]的宽度G为1～2mm，从辐射贴片[7]的末端到短路点[2]的总长度为0.25λ，并且不管是一个蛇形线还是两个蛇形线结构，这个长度保持不变；微带贴片[7]到短路点[2]的距离L2为1～3mm，短路点[2]到50欧姆馈电线[4]的距离L3为3mm，而50欧姆馈电线[4]到蛇形线[1]的距离L4为3～5mm，蛇形线[1]两条平行边带的距离L5为3mm，其最末端长度L7为4mm；蛇形线[1、6]的高度L6为3mm；蛇形线[6]到50欧姆馈电线[4]的距离g1为0.2mm，蛇形线[6]中各平行边带的间隔g2，g3，g4均为0.2mm，蛇形线[6]最末端g5长度为0.2mm。
5、根据权利要求1所述的具有蛇形线结构的平面倒F天线，其特征在于：接地板[5]到介质基板[3]末端L1长度为5～10mm。
6、根据权利要求1所述的具有蛇形线结构的平面倒F天线，其特征在于：介质基板[3]的厚度为0.37λ～0.73λ，介电常数范围为2～15，其长度L为0.5λ～1λ，宽度W为0.2λ～0.5λ。
7、根据权利要求1所述的具有蛇形线结构的平面倒F天线，其特征在于：50欧姆微带线[4]宽2.8mm，长94mm。
CNU200820031053XU 2008-01-25 2008-01-25 具有蛇形线结构的平面倒f天线 Expired - Fee Related CN201163659Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200820031053XU CN201163659Y (zh) 2008-01-25 2008-01-25 具有蛇形线结构的平面倒f天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200820031053XU CN201163659Y (zh) 2008-01-25 2008-01-25 具有蛇形线结构的平面倒f天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201163659Y true CN201163659Y (zh) 2008-12-10

Family

ID=40184587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU200820031053XU Expired - Fee Related CN201163659Y (zh) 2008-01-25 2008-01-25 具有蛇形线结构的平面倒f天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201163659Y (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012116603A1 (zh) * 2011-03-02 2012-09-07 中兴通讯股份有限公司 一种倒f天线和移动终端
CN103956588A (zh) * 2014-05-12 2014-07-30 河北远东通信系统工程有限公司 一种方向图可重构天线
CN105161855A (zh) * 2015-09-28 2015-12-16 江苏大学 一种433MHz小型化全向微带天线及其制作方法
CN105281028A (zh) * 2015-11-23 2016-01-27 上海新爱季信息技术有限公司 带谐波抑制功能的Zigbee天线
CN106602240A (zh) * 2015-10-16 2017-04-26 深圳洲斯移动物联网技术有限公司 一种适用于Bluetooth通信的印制倒F天线
CN107887692A (zh) * 2017-10-27 2018-04-06 苏州景昱医疗器械有限公司 微带天线及应用该天线的植入式医疗系统
CN109390693A (zh) * 2017-08-05 2019-02-26 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012116603A1 (zh) * 2011-03-02 2012-09-07 中兴通讯股份有限公司 一种倒f天线和移动终端
CN103956588A (zh) * 2014-05-12 2014-07-30 河北远东通信系统工程有限公司 一种方向图可重构天线
CN105161855A (zh) * 2015-09-28 2015-12-16 江苏大学 一种433MHz小型化全向微带天线及其制作方法
CN106602240A (zh) * 2015-10-16 2017-04-26 深圳洲斯移动物联网技术有限公司 一种适用于Bluetooth通信的印制倒F天线
CN105281028A (zh) * 2015-11-23 2016-01-27 上海新爱季信息技术有限公司 带谐波抑制功能的Zigbee天线
CN105281028B (zh) * 2015-11-23 2019-09-13 上海新爱季信息技术有限公司 带谐波抑制功能的Zigbee天线
CN109390693A (zh) * 2017-08-05 2019-02-26 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
CN109390693B (zh) * 2017-08-05 2021-12-07 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
CN107887692A (zh) * 2017-10-27 2018-04-06 苏州景昱医疗器械有限公司 微带天线及应用该天线的植入式医疗系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108336491B (zh) 基于微带巴伦馈电的双频双极化叠层贴片天线及其设计方法
CN201163659Y (zh) 具有蛇形线结构的平面倒f天线
CN101075702B (zh) 基片集成波导馈电的印刷天线
CN201048157Y (zh) 基片集成波导馈电的印刷天线
CN102013551B (zh) 一种基于带状线多缝隙耦合馈电的圆极化陶瓷天线
CN108717992A (zh) 毫米波差分馈电的双极化电磁偶极子天线
CN210443665U (zh) 一种880-960MHz带滤波特性的辐射单元及基站天线
CN101246997B (zh) 宽带阵列天线的馈电网络
WO2012088837A1 (zh) 一种移动终端的阵列天线及其实现方法
CN104134866A (zh) 基于信号干扰概念的微波宽带去耦网络
CN102104199A (zh) 一种加载零谐振单元的宽带平面倒f天线
CN201156581Y (zh) 基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线
CN102904011A (zh) 平衡微带线过渡全模双脊集成波导馈电对称振子印刷天线
CN103515699B (zh) 天线和用于形成天线的方法
CN204011732U (zh) 一种同时加短路针和t型开槽的三角形贴片多频天线
CN203859224U (zh) 宽带宽角扫描的双圆极化微带天线
WO2016101136A1 (zh) 一种多频段介质谐振手机终端天线
CN104638374A (zh) 一种c/x双波段共口径波导缝隙阵列天线
CN102760944B (zh) 加载型耦合馈电的全向辐射振子阵列天线
CN109687126B (zh) 一种拟c型结构的圆极化微带天线
CN113690621B (zh) 一种基于多层pcb板的小型化高效率蓝牙天线
CN116053771A (zh) 一种应用于无线通信2g到4g频段的宽带光伏天线
CN112751172B (zh) 一种用于射频能量采集的高增益定向辐射双频接收天线
CN101505003B (zh) 一种水平全向平面印刷天线
US11581651B2 (en) Microstrip antenna and television

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081210

Termination date: 20100225