CN203103501U - 同心双圆环形微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同心双圆环形微带天线。它包括微带基板、辐射贴片、矩形金属贴片、阻抗匹配输入微带线、金属接地板；微带基板上表面设有辐射贴片、矩形金属贴片、阻抗匹配输入微带线，辐射贴片由顶端相连的同心大圆环和同心小圆环组成，微带基板下表面设有金属接地板，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线顶端相连，矩形金属贴片与阻抗匹配输入微带线的左上端相连，阻抗匹配输入微带线和金属接地板的底端分别与微带基板的底端相连。本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单、体积小、制作方便。

Description

同心双圆环形微带天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种同心双圆环形微带天线。 

技术背景

电磁频谱是人类所具有的最重要自然资源之一，天线则是充分利用它的工具。它的功能是辐射或者接收电磁波，换句话说，它把传输线的导波转换为自由空间的无线电波，从而，信息可以在不同位置进行传播。在过去50多年来，微带天线的技术已成为天线领域中发展最快速的一门。早在1953年，Decamps教授就提出利用微带线的辐射效应来制成微带微波天线。但在随后的20年里，对此只有一些零星的研究。到了七十年代，由于单片微波集成电路的发展与各种微波低耗介质材料的出现，使得微带天线广泛的吸引着全球学术界、工业界与政府相关部门的重视。1979年，在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题国际会议，1981年天线和传播会刊在月号上刊载了微带天线专辑。至此，微带天线已形成天线领域的一个独立分支，微带天线相关专著也相应出版。结果，在广大不同的微波系统应用领域中，微带天线已快速的由学术上新奇事物演变成商业上真实产品。可见，上个世纪年代是微带天线取得突破性进展的时期，在80年代中，微带天线无论在理论与应用的广度和深度上都获得了进一步的发展。如今，微带天线已被广泛地应用在个人通讯系统、全球定位系统、直播卫星、无线局域网络和智慧型高速公路交通系统等市场。 

通信技术的快速发展，要求把多个通信系统集中在单一的小型模块里，这就意味着未来通信终端天线必须足够小且能够覆盖多个频段以满足通信要求。传统微带天线具有重量轻，低剖面，能与载体如飞行器、移动通信终端共形等优点，但频带过窄是其一个很显著的缺点，如何在微带天线小型化的基础上，同时实现微带天线的宽带化是近年来研究的一个热点。 

发明内容

本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中定向性能差、损耗大、增益低的不足，提供一种同心双圆环形微带天线。 

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

同心双圆环形微带天线包括微带基板、辐射贴片、矩形金属贴片、阻抗匹配输入微带线、金属接地板；微带基板上表面设有辐射贴片、矩形金属贴片、阻抗匹配输入微带线，辐射贴片由顶端相连的同心大圆环和同心小圆环组成， 微带基板下表面设有金属接地板，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线顶端相连，矩形金属贴片与阻抗匹配输入微带线的左上端相连，阻抗匹配输入微带线和金属接地板的底端分别与微带基板的底端相连。 

所述的微带基板为玻璃纤维环氧树脂材料。所述的微带基板的长为28mm～30mm，宽为28mm～30mm。所述的辐射贴片由顶端相连的同心大圆环和同心小圆环组成，同心大圆环的外圆半径为7.5mm～8mm，内圆半径为5.5mm～6mm；同心小圆环的外圆半径为4mm～5mm，内圆半径为3mm～4mm；连接同心大圆环和同心小圆环的金属条宽度为1.5mm～2mm。所述的阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线的长度为14.5mm～15mm，宽度为3mm～4mm。所述的矩形金属贴片的长度为3mm～4mm，宽度为1.5mm～2mm。所述的金属接地板的长为28mm～30mm，宽为14mm～15mm；金属接地板上端矩形开槽的长度为3mm～4mm，宽度为2.5mm～3mm。 

本实用新型设计的同心双圆环形微带天线工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单、体积小、制作方便。 

附图说明：

图1是同心双圆环形微带天线的正面结构图； 

图2是同心双圆环形微带天线的背面结构图； 

图3是同心双圆环形微带天线插入损耗曲线图； 

图4是同心双圆环形微带天线在3.5GHz时的E面辐射方向图； 

图5是同心双圆环形微带天线在3.5GHz时的H面辐射方向图； 

图6是同心双圆环形微带天线在5.8GHz时的E面辐射方向图； 

图7是同心双圆环形微带天线在5.8GHz时的H面辐射方向图。 

具体实施方式

同心双圆环形微带天线包括微带基板1、辐射贴片、矩形金属贴片5、阻抗匹配输入微带线4、金属接地板6；微带基板1上表面设有辐射贴片、矩形金属贴片5、阻抗匹配输入微带线4，辐射贴片由顶端相连的同心大圆环2和同心小圆环3组成，微带基板1下表面设有金属接地板6，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线4顶端相连，矩形金属贴片5与阻抗匹配输入微带线4的左上端相连，阻抗匹配输入微带线4和金属接地板6的底端分别与微带基板1的底端相连。 

所述的微带基板1为玻璃纤维环氧树脂材料。所述的微带基板1的长为28mm～30mm，宽为28mm～30mm。所述的辐射贴片由顶端相连的同心大圆环2和同心小圆环3组成，同心大圆环2的外圆半径为7.5mm～8mm，内圆半径为 5.5mm～6mm；同心小圆环3的外圆半径为4mm～5mm，内圆半径为3mm～4mm；连接同心大圆环2和同心小圆环3的金属条宽度为1.5mm～2mm。所述的阻抗匹配输入微带线4与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线4的长度为14.5mm～15mm，宽度为3mm～4mm。所述的矩形金属贴片5的长度为3mm～4mm，宽度为1.5mm～2mm。所述的金属接地板6的长为28mm～30mm，宽为14mm～15mm；金属接地板6上端矩形开槽的长度为3mm～4mm，宽度为2.5mm～3mm。 

实施例1 

同心双圆环形微带天线： 

选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作微带基板，厚度为1mm。微带基板的长为30mm，宽为30mm。辐射贴片由顶端相连的同心大圆环和同心小圆环组成，同心大圆环的外圆半径为7.5mm，内圆半径为5.5mm；同心小圆环的外圆半径为4mm，内圆半径为3mm；连接同心大圆环和同心小圆环的金属条宽度为1.5mm。阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。阻抗匹配输入微带线的长度为14.5mm，宽度为3mm。矩形金属贴片的长度为3mm，宽度为1.5mm。金属接地板的长为30mm，宽为14mm；金属接地板上端矩形开槽的长度为3mm，宽度为2.5mm。运用CST软件对同心双圆环形微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真计算。所得的同心双圆环形微带天线的插入损耗曲线如图3。由图3可见，在3.11～3.62GHz范围内插入损耗小于-10dB；在4.55～6.50GHz范围内插入损耗小于-10dB，此频带范围完全可以覆盖无线局域网标准5.8GHz段5.725～5.850GHz的整个频率范围。图4～图7所示为同心双圆环形微带天线分别在3.5GHz、5.8GHz时的E面和H面方向图。由图可见，在频率为3.5GHz时的增益为3.51dBi，半功率波瓣宽度为84.5°；在频率为5.8GHz时的增益为4.0dBi，半功率波瓣宽度为69.7°。 

Claims (8)

1.一种同心双圆环形微带天线，其特征在于包括微带基板(1)、辐射贴片、矩形金属贴片(5)、阻抗匹配输入微带线(4)、金属接地板(6)；微带基板(1)上表面设有辐射贴片、矩形金属贴片(5)、阻抗匹配输入微带线(4)，辐射贴片由顶端相连的同心大圆环(2)和同心小圆环(3)组成，微带基板(1)下表面设有金属接地板(6)，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线(4)顶端相连，矩形金属贴片(5)与阻抗匹配输入微带线(4)的左上端相连，阻抗匹配输入微带线(4)和金属接地板(6)的底端分别与微带基板(1)的底端相连。 

2.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的微带基板(1)为玻璃纤维环氧树脂材料。 

3.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的微带基板(1)的长为28mm～30mm，宽为28mm～30mm。 

4.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的辐射贴片由顶端相连的同心大圆环(2)和同心小圆环(3)组成，同心大圆环(2)的外圆半径为7.5mm～8mm，内圆半径为5.5mm～6mm；同心小圆环(3)的外圆半径为4mm～5mm，内圆半径为3mm～4mm；连接同心大圆环(2)和同心小圆环(3)的金属条宽度为1.5mm～2mm。 

5.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线(4)与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。 

6.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线(4)的长度为14.5mm～15mm，宽度为3mm～4mm。 

7.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的矩形金属贴片(5)的长度为3mm～4mm，宽度为1.5mm～2mm。 

8.如权利要求1所述的一种同心双圆环形微带天线，其特征在于所述的金属接地板(6)的长为28mm～30mm，宽为14mm～15mm；金属接地板(6)上端矩形开槽的长度为3mm～4mm，宽度为2.5mm～3mm。 

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