CN202585736U

CN202585736U - 基于异向介质结构的微带贴片天线

Info

Publication number: CN202585736U
Application number: CN 201220205226
Authority: CN
Inventors: 高娴; 李九生; 宋美静
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种基于异向介质结构的微带贴片天线。它包括微带基板、凹型辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、矩形金属接地板；微带基板的上表面设有凹型辐射贴片、阻抗匹配输入传输线，凹型辐射贴片底部与阻抗匹配输入传输线相连，微带基板的下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板表面设有环缝谐振器，环缝谐振器包含12个环缝谐振单元，分成等间距排列的四列，间距为0.5mm～0.8mm，每列包含等间距排列的三个环缝谐振单元，间距为1.6mm～2mm，环缝谐振单元由两对异向开口C型环缝组成。本实用新型采用接地板开槽技术，并且微带基板使用teflon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

基于异向介质结构的微带贴片天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种基于异向介质结构的微带贴片天线。

技术背景

随着技术的进步,无线局域网(WLAN)凭借其灵活便捷得到了广泛运用和迅速发展。在频率分配上,原有的802.11b (2.4~2.483GHz) 协议中，有限的带宽和传输速率已经不能满足如今的数据通信需求，因此必须使用频带比较充裕的802.11a (5.15~5.85GHz) 协议。为了满足兼容性,无线局域网需要采用双频收发系统。

早在1968年，科学家提出了介电系数和磁导率均为负的双负介质。经过几十年的发展，大多数双负介质都是由谐振环和细导线组合而成。特异材料由于具有独特的性质而呈现出许多反常的物理光学现象而得到科学界的广泛重视。广义地，特异材料包括以下3类：具有负介电常数的电谐振特异材料、具有负磁导率的磁谐振特异材料以及具有介电常数和磁导率同时为负的左手材料。目前，特异材料已在光学、太赫兹电磁波和微波等领域得到了初步应用，展现出了一定的应用潜力。

开口谐振环结构是常用的一种常用的结构，将其应用在微带天线上，不仅可以满足天线小型化的要求，而且在性能上能够较容易满足，因此，迫切需要研究出基于异向介质结构的微带贴片天线。

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，提供一种基于异向介质结构的微带贴片天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

基于异向介质结构的微带贴片天线包括微带基板、凹型辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、矩形金属接地板；微带基板的上表面设有凹型辐射贴片、阻抗匹配输入传输线，凹型辐射贴片底部与阻抗匹配输入传输线相连，微带基板的下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板表面设有环缝谐振器，环缝谐振器包含12个环缝谐振单元，分成等间距排列的四列，间距为0.5mm～0.8mm，每列包含等间距排列的三个环缝谐振单元，间距为1.6mm～2mm，环缝谐振单元由两对异向开口C型环缝组成。

所述的微带基板为teflon材料。所述的微带基板的长为24mm～26mm，宽为23mm～26mm。所述的凹型辐射贴片的长为17mm～18mm，宽为17～18mm。凹型槽深度为6mm～7mm，宽为8 mm～9 mm。所述的阻抗匹配输入传输线的宽为5.5mm～6.6mm，长度为11 mm～12 mm。所述的E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。所述的异向开口C型环缝的环缝宽度为0.2mm～0.3mm，外环缝的总周长为12mm～15mm，内环缝的总周长为10mm～12mm。

本实用新型采用接地板开槽技术，并且微带基板使用teflon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是基于异向介质结构的微带贴片天线的结构主视图；

图2是基于异向介质结构的微带贴片天线的结构后视图；

图3是基于异向介质结构的微带贴片天线的插入损耗图；

图4是基于异向介质结构的微带贴片天线在5.75GHz时的E面辐射方向图；

图5是基于异向介质结构的微带贴片天线在5.75GHz时的H面辐射方向图。

具体实施方式

如图1所示，基于异向介质结构的微带贴片天线包括微带基板1、凹型辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3、矩形金属接地板4；微带基板1的上表面设有凹型辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3，凹型辐射贴片2底部与阻抗匹配输入传输线3相连，微带基板1的下表面设有矩形金属接地板4，矩形金属接地板4表面设有环缝谐振器5，环缝谐振器5包含12个环缝谐振单元6，分成等间距排列的四列，间距为0.5mm～0.8mm，每列包含等间距排列的三个环缝谐振单元6，间距为1.6mm～2mm，环缝谐振单元6由两对异向开口C型环缝7组成。

所述的微带基板1为teflon材料。所述的微带基板1的长为24mm～26mm，宽为23mm～26mm。所述的凹型辐射贴片2的长为17mm～18mm，宽为17～18mm。凹型槽深度为6mm～7mm，宽为8 mm～9 mm。所述的阻抗匹配输入传输线3的宽为5.5mm～6.6mm，长度为11 mm～12 mm。所述的E型辐射贴片2与阻抗匹配输入传输线3采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的异向开口C型环缝7的环缝宽度为0.2mm～0.3mm，外环缝的总周长为12mm～15mm，内环缝的总周长为10mm～12mm。根据设计需要，可改变环缝谐振单元6的横向间距或者环缝谐振单元6的环的边长，提高定向性，改善天线性能。

实施例1

基于异向介质结构的微带贴片天线：

选择介电常数为2.65的teflon材料制作微带基板，厚度为2 mm。微带基板的长为25mm，宽为25mm。凹型辐射贴片的长为17.5mm，宽为17mm，凹槽深度为6.2mm，宽为8mm。阻抗匹配输入传输线的宽为6mm，长为11.6mm。凹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。异向开口C型环缝的环缝宽度为0.2mm，外环缝的总周长为14.6mm，内环缝的总周长为11mm。所述的环缝谐振单元的横向间距为0.6mm，纵向间距为1.8mm。基于异向介质结构的微带贴片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5.6-5.863GHz，中心频率在5.75GHz,完全可以符合Wimax频段标准。图4-5所示为基于异向介质结构的微带贴片天线在5.2GHz时的E面和H面方向图，从图中可以看出，增益为6.1dBi，半功率波瓣宽度为97.2°。

Claims

1.一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于包括微带基板（1）、凹型辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、矩形金属接地板（4）；微带基板（1）的上表面设有凹型辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3），凹型辐射贴片（2）底部与阻抗匹配输入传输线（3）相连，微带基板（1）的下表面设有矩形金属接地板（4），矩形金属接地板（4）表面设有环缝谐振器（5），环缝谐振器（5）包含12个环缝谐振单元（6），分成等间距排列的四列，间距为0.5mm～0.8mm，每列包含等间距排列的三个环缝谐振单元（6），间距为1.6mm～2mm，环缝谐振单元（6）由两对异向开口C型环缝（7）组成。

2.如权利要求1所述的一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于所述的微带基板（1）为teflon材料。

3.如权利要求1所述的一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于所述的微带基板（1）的长为24mm～26mm，宽为23mm～26mm。

4.如权利要求1所述的一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于所述的凹型辐射贴片（2）的长为17mm～18mm，宽为17～18mm，凹型槽深度为6mm～7mm，宽为8 mm～9 mm。

5.如权利要求1所述的一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（3）的宽为5.5mm～6.6mm，长度为11 mm～12 mm。

6.如权利要求1所述的一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于所述的E型辐射贴片（2）与阻抗匹配输入传输线（3）采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。

7.如权利要求1所述的一种基于异向介质结构的微带贴片天线，其特征在于所述的异向开口C型环缝（7）的环缝宽度为0.2mm～0.3mm，外环缝的总周长为12mm～15mm，内环缝的总周长为10mm～12mm。