CN202585733U - 基于圆环形双频微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于圆环形双频微带天线。它包括微带基板、圆环形型辐射贴片、半圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、耦合微带连接线、金属接地板；微带基板的上表面设有圆环形型辐射贴片、半圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、耦合微带连接线，圆环形型辐射贴片中心底部通过耦合微带连接线与半圆环形辐射贴片相连，圆环形型辐射贴片底部与阻抗匹配输入传输线一端相连，阻抗匹配输入传输线另一端与微带基板底端相连，微带基板下表面设有金属接地板。本实用新型采用圆环、半圆环技术，并且微带基板使用FR4材料，具有增益高，损耗低，成本低，交叉极化特性和辐射特性好，结构简单，便于集成。

Description

基于圆环形双频微带天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种基于圆环形双频微带天线。

技术背景

无线局域网( Wireless Local Area Network，WLAN) 是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。3G 通信在国内开始商用以后，各地广泛采用 3G + WLAN 的混合组网策略，使得 WLAN 的应用非常广泛。2009 年通过的新一代无线局域网标准IEEE 802. 11n 将WLAN 的传输速率由原来的54 Mbit/s提高到300 Mbit/s，最高可达600 Mbit/s，使得 WLAN 的应用更具价值和前景，发展也更加迅猛。天线作为系统最重要的设备前端，直接影响着 WLAN 的整体性能。IEEE 规定 WLAN 的工作频段为( 2. 40～2. 4835 GHz)，( 5. 15～5. 35 GHz) ，( 5. 725～5. 825 GHz) ，这要求 WLAN 天线必须满足多频特性; 从实用性和实际需求考虑，天线应实现小型化。微带天线易于实现多频，具有体积小、重量轻、剖面低、能与载体共型、成本低等优点，而在 WLAN 中广泛采用。

近年来，针对多频和小型化出现了很多的研究方法。贴片开槽和采用双层贴片的结构是实现双频最常用的两种方法。采用贴片加载U 型槽和 T 型槽的方法实现了双频，但是贴片尺寸较大。采用贴片加载环形槽，微带线馈电的方法进行设计，天线尺寸较大且没有覆盖 WLAN 要求的频段( 5. 725 ～5. 825 GHz) 。采用双层贴片结构，没有覆盖( 2. 40 ～2. 483 5 GHz) 频段而且增加了天线的高度; 对天线小型化常用的方法是在接地板和辐射贴片之间加载短路面或短路探针。以上这些方法可以很好地解决天线的多频、小型化等要求，只是单独使用不能有效解决实际中的多个问题。

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，提供一种基于圆环形双频微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

基于圆环形双频微带天线包括微带基板、圆环形型辐射贴片、半圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、耦合微带连接线、金属接地板；微带基板的上表面设有圆环形型辐射贴片、半圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、耦合微带连接线，圆环形型辐射贴片中心底部通过耦合微带连接线与半圆环形辐射贴片相连，圆环形型辐射贴片底部与阻抗匹配输入传输线一端相连，阻抗匹配输入传输线另一端与微带基板底端相连，微带基板下表面设有金属接地板。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为25mm～30mm，宽为35mm～42mm。所述的圆环形型辐射贴片的外环半径为10mm～15mm，内环半径为8mm～10mm。所述的半圆环形辐射贴片的外环半径为7mm～9mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长为10mm～13mm，宽为2mm~3mm。所述的圆环形型辐射贴片与阻抗匹配输入传输线采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的耦合微带连接线的长为2mm~3mm，宽为0.5mm~1mm。所述的矩形金属接地板（6）的长度为23mm~25mm，宽度为5mm~8mm。本实用新型采用圆环、半圆环技术，并且微带基板使用FR4材料，具有增益高，损耗低，成本低，交叉极化特性和辐射特性好，结构简单，便于集成。

附图说明

图1是基于圆环形双频微带天线的结构主视图；

图2是基于圆环形双频微带天线的结构后视图

图3是基于圆环形双频微带天线的插入损耗图；

图4是基于圆环形双频微带天线在2.4GHz时的辐射方向图；

图5是基于圆环形双频微带天线在5.8GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

如图1所示，基于圆环形双频微带天线包括微带基板1、圆环形型辐射贴片2、半圆环形辐射贴片3、阻抗匹配输入传输线4、耦合微带连接线5、金属接地板6；微带基板1的上表面设有圆环形型辐射贴片2、半圆环形辐射贴片3、阻抗匹配输入传输线4、耦合微带连接线5，圆环形型辐射贴片2中心底部通过耦合微带连接线5与半圆环形辐射贴片3相连，圆环形型辐射贴片2底部与阻抗匹配输入传输线4一端相连，阻抗匹配输入传输线4另一端与微带基板1底端相连，微带基板1下表面设有金属接地板6。

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为25mm～30mm，宽为35mm～42mm。所述的圆环形型辐射贴片2的外环半径为10mm～15mm，内环半径为8mm～10mm。所述的半圆环形辐射贴片3的外环半径为7mm～9mm。所述的阻抗匹配输入传输线4的长为10mm～13mm，宽为2mm~3mm。所述的圆环形型辐射贴片2与阻抗匹配输入传输线4采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的耦合微带连接线5的长为2mm~3mm，宽为0.5mm~1mm。所述的矩形金属接地板6的长度为23mm~25mm，宽度为5mm~8mm。

实施例1

基于圆环形双频微带天线：

选择介电常数为4.4的FR4材料制作微带基板，厚度为1 mm。微带基板的长为25mm，宽为38mm。圆环形型辐射贴片的外环半径为12mm，内环半径为9mm。半圆环形辐射贴片的外环半径为8.5mm，内环半径为5.5 mm。阻抗匹配输入传输线的长为12mm，宽为2mm。圆环形型辐射贴片与阻抗匹配输入传输线采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。耦合微带连接线的长为2.4mm，宽为1mm。矩形金属接地板的长度为25mm，宽度为7mm。基于圆环形双频微带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的插入损耗曲线如附图3。由图可见，-10dB以下的工作频段分别为2.12 GHz -3.05GHz、5.33GHz-6.05GHz，中心频率分别在2.4 GHz、5.8GHz,符合WLAN频段标准。图4-5所示为基于圆环形双频微带天线在2.4GHz和5.8 GHz时的E面和H面方向图，从图中可以看出，频率在2.2GHz时，增益为5.3dBi，半功率波瓣宽度为82.9°，频率在5.8GHz时，增益为4.4dBi，半功率波瓣宽度为51.4°。

Claims (9)

1.一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于包括微带基板（1）、圆环形型辐射贴片（2）、半圆环形辐射贴片（3）、阻抗匹配输入传输线（4）、耦合微带连接线（5）、金属接地板（6）；微带基板（1）的上表面设有圆环形型辐射贴片（2）、半圆环形辐射贴片（3）、阻抗匹配输入传输线（4）、耦合微带连接线（5），圆环形型辐射贴片（2）中心底部通过耦合微带连接线（5）与半圆环形辐射贴片（3）相连，圆环形型辐射贴片（2）底部与阻抗匹配输入传输线（4）一端相连，阻抗匹配输入传输线（4）另一端与微带基板（1）底端相连，微带基板（1）下表面设有金属接地板（6）。

2.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的微带基板（1）为FR4材料。

3.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的微带基板（1）的长为25mm～30mm，宽为35mm～42mm。

4.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的圆环形型辐射贴片（2）的外环半径为10mm～15mm，内环半径为8mm～10mm。

5.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的半圆环形辐射贴片（3）的外环半径为7mm～9mm。

6.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（4）的长为10mm～13mm，宽为2mm~3mm。

7.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的圆环形型辐射贴片（2）与阻抗匹配输入传输线（4）采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。

8.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的耦合微带连接线（5）的长为2mm~3mm，宽为0.5mm~1mm。

9.如权利要求1所述的一种基于圆环形双频微带天线，其特征在于所述的矩形金属接地板（6）的长度为23mm~25mm，宽度为5mm~8mm。

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