CN201590486U - 紧凑型高增益微带阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧凑型高增益微带阵列天线。它包括微带基板、阻抗变换网络单元、辐射单元、馈电点和辐射层；两个互为倒置的辐射单元通过阻抗变换网络单元连接组成第一级阵列，两个第一级阵列通过阻抗变换网络单元连接组成辐射层，辐射层贴置于微带基板的一侧，阻抗变换网络单元的中心作为馈电点。本实用新型并联微带阵列天线技术，并且微带基板使用聚四氟乙烯材料，具有增益高，损耗低，成本低，尺寸小，结构简单，便于集成，满足无线局域网通信的要求。

Description

紧凑型高增益微带阵列天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种紧凑型高增益微带阵列天线。

背景技术

随着微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，国际上展开了对微带天线广泛而深入地研究，新结构和高性能的微带天线不断涌现。与普通的微波天线相比，微带天线具有剖面薄、体积小、结构简单、适合用印刷电路技术大批量生产、能与载体共形，易于集成，制作简单、易于实现双极化等等多种优点。微带天线以其效率高、尺寸小、分析方法成熟等其它类型的天线所不具备的优势而得到广泛地应用。

但是微带天线的单元增益一般很小，不能满足实际应用的要求。因此常采用由微带贴片单元组成的微带阵列天线来获得更大的增益或实现特定的方向性。阵列天线可以实现单个天线所无法实现的复杂功能，具有更大的灵活性、更高的信号容量，能显著提高系统的性能。目前市场上无线局域网中的微带天线一般是将圆形或矩形贴片开槽来提高定向性，但是增益仍比较低，损耗大，功率小。在WLAN应用中，损耗成为获得较大增益的重要限制因素。因此迫切需要研究出一种高增益、低损耗的阵列天线来满足WLAN通信系统的要求。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中损耗大，增益低的不足，提供一种紧凑型高增益微带阵列天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

紧凑型高增益微带阵列天线包括微带基板、阻抗变换网络单元、辐射单元、馈电点和辐射层；两个互为倒置的辐射单元通过阻抗变换网络单元连接组成第一级阵列，两个第一级阵列通过阻抗变换网络单元连接组成辐射层，辐射层贴置于微带基板的一侧，阻抗变换网络单元的中心作为馈电点。

所述的微带基板为FR-4材料。所述的第一级阵列的阻抗变换网络单元为V字型。所述的馈电方式为并联馈电。所述的辐射单元为多边形。所述的馈电点采用同轴线馈电，特性阻抗为50Ω。

本实用新型并联微带阵列天线技术，并且微带基板使用聚四氟乙烯材料，具有增益高，损耗低，成本低，尺寸小，结构简单，便于集成，满足无线局域网通信的要求。

附图说明

图1是紧凑型高增益微带阵列天线的结构示意图；

图2是紧凑型高增益微带阵列天线的驻波比曲线；

图3是紧凑型高增益微带阵列天线E面的辐射方向图；

图4是紧凑型高增益微带阵列天线H面的辐射方向图；

图5是紧凑型高增益微带阵列天线的增益曲线。

具体实施方式

如图1所示，紧凑型高增益微带阵列天线包括微带基板1、阻抗变换网络单元2、辐射单元3、馈电点4和辐射层5；两个互为倒置的辐射单元3通过阻抗变换网络单元2连接组成第一级阵列，两个第一级阵列通过阻抗变换网络单元2连接组成辐射层5，辐射层5贴置于微带基板1的一侧，阻抗变换网络单元2的中心作为馈电点4。

所述的微带基板1为FR-4材料。所述的第一级阵列的阻抗变换网络单元2为V字型。所述的馈电方式为并联馈电。所述的辐射单元3为多边形。所述的馈电点4采用同轴线馈电，特性阻抗为50Ω。

实施例1

紧凑型高增益微带阵列天线：

选择介电常数为3.99的FR-4材料制作微带基板，厚度为1mm。辐射单元为多边形，各个边长分别为35.9mm，47.2mm，53.6mm，45.9mm。第一级阵列阻抗网络变换单元采用单节匹配，为V字型，宽度为0.89mm，辐射层的阻抗变换网络单元采用双节匹配，宽度为0.64mm和1.35mm。辐射层的厚度为0.08mm。馈电点采用同轴线连接，特性阻抗为50Ω，同轴线直径为1.5mm。紧凑型高增益微带阵列天线采用4个辐射单元，微带阵列天线的尺寸为180mm×180mm。采用R3767CH网络分析仪对紧凑型高增益微带阵列天线的驻波比曲线和增益等辐射特性进行了测量，所得的紧凑型高增益微带阵列天线的驻波比曲线如图2。由图2可见，紧凑型高增益微带阵列天线的带宽为132MHz(回波损耗小于-15dB)，完全可以覆盖无线局域网标准2.4GHz段2400～2483MHz的整个频率范围。紧凑型高增益微带阵列天线的E面辐射方向图如图3，-3dB波束宽度为30.7°。紧凑型高增益微带阵列天线的H面辐射方向图如图4，-3dB波束宽度为31.6°。紧凑型高增益微带阵列天线的增益曲线如图5，峰值增益为15.62dBi。

Claims (6)

1.一种紧凑型高增益微带阵列天线，其特征在于包括微带基板(1)、阻抗变换网络单元(2)、辐射单元(3)、馈电点(4)和辐射层(5)；两个互为倒置的辐射单元(3)通过阻抗变换网络单元(2)连接组成第一级阵列，两个第一级阵列通过阻抗变换网络单元(2)连接组成辐射层(5)，辐射层(5)贴置于微带基板(1)的一侧，阻抗变换网络单元(2)的中心作为馈电点(4)。

2.根据权利要求1所述的紧凑型高增益微带阵列天线，其特征在于所述的微带基板(1)为FR-4材料。

3.根据权利要求1所述的紧凑型高增益微带阵列天线，其特征在于所述的第一级阵列的阻抗变换网络单元(2)为V字型。

4.根据权利要求1所述的紧凑型高增益微带阵列天线，其特征在于所述的馈电方式为并联馈电。

5.根据权利要求1所述的紧凑型高增益微带阵列天线，其特征在于所述的辐射单元(3)为多边形。

6.根据权利要求1所述的紧凑型高增益微带阵列天线，其特征在于所述的馈电点(4)采用同轴线馈电，特性阻抗为50Ω。

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