CN202957346U - 一种微带缝隙天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及偶极子微带缝隙天线。本实用新型针对现有技术微带缝隙天线带宽窄的缺点,公开了一种微带缝隙天线,通过对现有技术的改进,提高天线带宽。本实用新型的技术方案是,一种微带缝隙天线,包括基板正面的辐射单元和基板背面的微带线,所述辐射单元由基板正面金属箔上的缝隙构成,所述缝隙基本上成矩形,其长度远远大于宽度,所述微带线与所述缝隙垂直,所述微带线位于缝隙的垂直平分线上,其端部伸入缝隙中,所述微带线端部在缝隙中膨胀成矩形条。本实用新型加强了微带线与辐射单元的耦合,改善了馈线与缝隙的匹配。
Description
技术领域
本实用新型涉及微带天线,特别涉及一种偶极子微带缝隙天线。
背景技术
偶极子天线是一种应用非常广泛的天线,偶极子天线结构如图1所示,由两根导体组成,每根为λ/2(λ为波长),即天线总长度为半波长(λ/2),所以偶极子天线又叫半波振子天线,或称为半波偶极子天线。微带缝隙天线可以看成是一种微带振子天线,其结构如图2、图3和图4所示。在两面都有金属箔的介质基板1正面金属箔11上开一缝隙10构成天线的辐射单元,缝隙10相当于半波偶极子。利用介质基板背面的金属箔形成微带线12,相当于馈线,作为天线的输入网络。缝隙长为2k,2k=λ/2,缝隙宽度为w,并且2k>>w。基板1背面的微带线12与基板1正面的缝隙10垂直,并位于缝隙的垂直平分线OP上,其端部伸入缝隙10中,为微带线的开路端。
微带缝隙天线的基本原理:
缝隙相当于λ/2的偶极子天线,其谐振于该频率,对外辐射电磁波。微带线一端输入电磁波,开路端与缝隙进行电磁耦合,微带线就是天线的输入匹配网络。微带线输入的电磁波能量通过耦合进入缝隙,缝隙由于谐振将电磁波能量向空间辐射。
半波偶极子天线的输入阻抗为73欧姆,与之互补的缝隙天线的输入阻抗为486欧姆,而一般同轴线的输入阻抗为50欧姆。由于偶极子缝隙天线的输入阻抗很大,所以很难实现缝隙天线和50欧姆系统(通信系统中多数电缆都是50欧姆)的宽频带匹配,一般微带缝隙天线工作频带很窄,通常相对带宽只有3%左右,不能满足现代通信技术要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题,就是针对现有技术微带缝隙天线带宽窄的缺点,提供一种微带缝隙天线,通过对现有技术的改进,提高天线带宽。
本实用新型解决所述技术问题,采用的技术方案是,一种微带缝隙天线,包括基板正面的辐射单元和基板背面的微带线,所述辐射单元由基板正面金属箔上的缝隙构成,所述缝隙基本上成矩形,其长度远远大于宽度,所述微带线与所述缝隙垂直,所述微带线位于缝隙的垂直平分线上,其端部伸入缝隙中,其特征在于,所述微带线端部在缝隙中膨胀成矩形条。
进一步的,所述基板正面金属箔成对称结构,缝隙的垂直平分线与基板正面金属箔的对称轴重合。
优选的,所述微带线成对称结构,其对称轴与基板正面金属箔的对称轴重合。
更进一步的,所述矩形条两端与缝隙两端之间有间隙。
本实用新型的有益效果是,加强了微带线与辐射单元的耦合,改善了馈线与缝隙的匹配,为适当增加缝隙的宽度创造了条件。而增加缝隙的宽度,相当于加粗了半波振子的直径,进而能够增加天线带宽、降低天线的输入阻抗。微带缝隙天线通过上述改进后,工作频率范围大大的增加,实践表明这种天线的工作频率的相对带宽可以达到20%左右。
附图说明
图1是半波偶极子天线结构示意图;
图2是现有技术微带缝隙天线的结构示意图;
图3是图2的后视图;
图4是图2的仰视图;
图5是实施例的结构示意图;
图6是图5的后视图;
图7是图5的仰视图。
上述附图中,图2、图3和图5、图6中的虚线,均表示背面的图形,在对应的附图中不可见。
具体实施方式
下面结合附图及实施例,详细描述本实用新型的技术方案。
本实用新型通过改进微带线与辐射单元的耦合,增加缝隙的宽度,降低了天线的输入阻抗,容易实现缝隙和馈线的宽带匹配。微带线开路端(伸入缝隙中的微带线端部),在缝隙中膨胀成矩形条,增加了微带线与缝隙的耦合面,加强了微带线与缝隙的耦合,改善了馈线与缝隙的匹配,为增加缝隙的宽度创造了条件。
实施例
本例微带缝隙天线结构参见图5、图6和图7,包括基板1正面的辐射单元10和基板1背面的微带线12。辐射单元10由基板1正面金属箔11上的缝隙10构成,基板1正面金属箔11成对称结构,其对称轴为OP。缝隙10的垂直平分线(也是缝隙10的对称轴)与基板1正面金属箔11的对称轴OP重合。本例缝隙长度为2k=λ/2远远大于其宽度w,如图5所示。本例微带线12也是对称结构,其对称轴与基板正面金属箔11的对称轴OP重合。本例微带线12端部在缝隙中膨胀成矩形条,增加了与缝隙的耦合面积,微带线12端部形成T型头结构,如图6所示。为了降低对缝隙10辐射性能的影响,T型头(位于缝隙10中的矩形条)与缝隙两端有一定的间隙,矩形条两端不能与缝隙10的两端接触,同样的道理,矩形条宽度也不能大于缝隙10的宽度w,以保证T型头与缝隙10之间有一定的间隙,参见图5和图6。本例微带线12与缝隙10垂直,并位于缝隙10的垂直平分线上,其端部的T型头结构伸入缝隙10中,大大增加了与缝隙10的耦合面积,加强了微带线与缝隙10的耦合,改善了微带线12与缝隙10的匹配。所以本例微带缝隙天线缝隙10的宽度做得比较大,相当于加粗了半波振子的直径,进而能够增加带宽、降低天线的输入阻抗。微带缝隙天线通过这样的改进后,工作频率范围大大的增加,相对带宽可以达到20%左右。本例微带缝隙天线,可以通过调整微带线T型头的位置和大小,以及缝隙10的宽度w,调整天线的耦合匹配、带宽等参数。
Claims (4)
1.一种微带缝隙天线,包括基板正面的辐射单元和基板背面的微带线,所述辐射单元由基板正面金属箔上的缝隙构成,所述缝隙基本上成矩形,其长度远远大于宽度,所述微带线与所述缝隙垂直,所述微带线位于缝隙的垂直平分线上,其端部伸入缝隙中,其特征在于,所述微带线端部在缝隙中膨胀成矩形条。
2.根据权利要求1所述的一种微带缝隙天线,其特征在于,所述基板正面金属箔成对称结构,缝隙的垂直平分线与基板正面金属箔的对称轴重合。
3.根据权利要求1或2所述的一种微带缝隙天线,其特征在于,所述微带线成对称结构,其对称轴与基板正面金属箔的对称轴重合。
4.根据权利要求3所述的一种微带缝隙天线,其特征在于,所述矩形条两端与缝隙两端之间有间隙。
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