CN202662811U - 基于圆环形开槽式双频微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于圆环形开槽式双频微带天线。它包括微带基板、开槽圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、圆环形辐射贴片、耦合微带连接线、金属接地板；微带基板的上表面设有开槽圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、圆环形辐射贴片、耦合微带连接线，开槽圆环形辐射贴片上设有Ω形开槽，开槽圆环形辐射贴片中心设有通过耦合微带连接线连接的圆环形辐射贴片，开槽圆环形辐射贴片底部与阻抗匹配输入传输线一端相连，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，金属接地板中心设有凹槽，金属接地板底端与微带基板底端相连。本实用新型具有增益高，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

基于圆环形开槽式双频微带天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种基于圆环形开槽式双频微带天线。 

背景技术

微带天线具有体积小, 重量轻, 低剖面, 能与载体共型, 制造简单, 成本低, 易集成, 容易实现双频、多频段工作等诸多优点, 因此近十几年微带天线得到了广泛的研究和发展。适用于宽带WLAN的双频、多频带微带天线也正在得到研究和开发。微带天线的单元增益较低，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。 

市场上已有的一些双频微带天线，但是增益不够高，定向性能差，损耗大，因此迫切需要研究出一种高增益、低损耗、成本低，结构简单、易于制作的微带天线。 

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，提供一种基于圆环形开槽式双频微带天线。 

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

基于圆环形开槽式双频微带天线包括微带基板、开槽圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、圆环形辐射贴片、耦合微带连接线、金属接地板；微带基板的上表面设有开槽圆环形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、圆环形辐射贴片、耦合微带连接线，开槽圆环形辐射贴片上设有Ω形开槽，开槽圆环形辐射贴片中心设有通过耦合微带连接线连接的圆环形辐射贴片，开槽圆环形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，金属接地板中心设有凹槽，金属接地板底端与微带基板底端相连。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为23mm～25mm，宽为25mm～30mm。所述的开槽圆环形型辐射贴片的外环半径为7mm～10mm，内环半径为5mm～6mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长为10mm～11mm，宽为1mm~2mm。所述的圆环形辐射贴片的外环半径为2mm～3mm，内环半径为1 mm～2 mm。所述的开槽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Ω形开槽的缝宽为0.2mm~0.5mm。所述的矩形金属接地板的长度为23mm~25mm，宽度为8mm~9mm，凹槽深度为3mm~4mm，宽度为4mm~4.5mm。 

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是基于圆环形开槽式双频微带天线的结构主视图； 

图2是基于圆环形开槽式双频微带天线的结构后视图；

图3是基于圆环形开槽式双频微带天线的插入损耗图；

图4是基于圆环形开槽式双频微带天线在2.4GHz时的辐射方向图；

图5是基于圆环形开槽式双频微带天线在5.8GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

如图1所示，基于圆环形开槽式双频微带天线包括微带基板1、开槽圆环形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3、圆环形辐射贴片4、耦合微带连接线5、金属接地板7；微带基板1的上表面设有开槽圆环形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线3、圆环形辐射贴片4、耦合微带连接线5，开槽圆环形辐射贴片2上设有Ω形开槽6，开槽圆环形辐射贴片2中心设有通过耦合微带连接线5连接的圆环形辐射贴片4，开槽圆环形辐射贴片2底部与阻抗匹配输入传输线3一端相连，阻抗匹配输入传输线3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7，金属接地板7中心设有凹槽，金属接地板7底端与微带基板1底端相连。 

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为23mm～25mm，宽为25mm～30mm。所述的开槽圆环形型辐射贴片2的外环半径为7mm～10mm，内环半径为5mm～6mm。所述的阻抗匹配输入传输线3的长为10mm～11mm，宽为1mm~2mm。所述的圆环形辐射贴片4的外环半径为2mm～3mm，内环半径为1 mm～2 mm。所述的开槽圆环形型辐射贴片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。所述的耦合微带连接线5的长为2mm~3mm，宽为0.5mm~1mm。所述的Ω形开槽6的缝宽为0.2mm~0.5mm。所述的矩形金属接地板7的长度为23mm~25mm，宽度为8mm~9mm，凹槽深度为3mm~4mm，宽度为4mm~4.5mm。 

实施例1 

基于圆环形开槽式双频微带天线：

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24mm，宽为28mm。开槽圆环形型辐射贴片的外环半径为8.5mm，内环半径为5.5mm。阻抗匹配输入传输线的长为10.5mm，宽为1.6mm。圆环形辐射贴片的外环半径为2.5mm，内环半径为1.5mm。开槽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3mm，宽为0.6mm。Ω形开槽的缝宽为0.4mm矩形金属接地板的长度为24mm，宽度为8mm~9mm，凹槽深度为3mm~4mm，宽度为4.2mm。基于圆环形开槽式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所示为基于圆环形开槽式双频微带天线在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 (10)

1.一种基于圆环形开槽式双频微带天线，其特征在于包括微带基板（1）、开槽圆环形辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、圆环形辐射贴片（4）、耦合微带连接线（5）、金属接地板（7）；微带基板（1）的上表面设有开槽圆环形辐射贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、圆环形辐射贴片（4）、耦合微带连接线（5），开槽圆环形辐射贴片（2）上设有Ω形开槽（6），开槽圆环形辐射贴片（2）中心设有通过耦合微带连接线（5）连接的圆环形辐射贴片（4），开槽圆环形辐射贴片（2）底部与阻抗匹配输入传输线（3）一端相连，阻抗匹配输入传输线（3）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（7），金属接地板（7）中心设有凹槽，金属接地板（7）底端与微带基板（1）底端相连。

2.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，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开槽式双频微带天线，其特征在于所述的微带基板（1）的长为23mm～25mm，宽为25mm～30mm。

4.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的开槽圆环形型辐射贴片（2）的外环半径为7mm～10mm，内环半径为5mm～6mm。

5.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（3）的长为10mm～11mm，宽为1mm~2mm。

6.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的圆环形辐射贴片（4）的外环半径为2mm～3mm，内环半径为1 mm～2 mm。

7.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的开槽圆环形型辐射贴片（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。

8.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，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开槽式双频微带天线，其特征在于所述的Ω形开槽（6）的缝宽为0.2mm~0.5mm。

10.如权利要求1所述的一种基于圆环形开槽式双频微带天线，其特征在于所述的矩形金属接地板（7）的长度为23mm~25mm，宽度为8mm~9mm，凹槽深度为3mm~4mm，宽度为4mm~4.5mm。

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