CN203787566U - 一种应用于4g网络的双菱形环路多频微带天线 - Google Patents
一种应用于4g网络的双菱形环路多频微带天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于通信领域，涉及一种应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线。包括介质基板1、金属反射板8，设置在所述介质基板1的第一辐射部2和第二辐射部3，辐射部上设有所述主辐射贴片21、调谐槽211，寄生辐射贴片22和微带短接贴片23，天线馈电部4，所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线还包括设在介质基板1侧面的馈电线接口7和一端连接馈电线接口7的微带馈电传输线6。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠，能有效工作于三个工作频段，工作频段内增益强，调谐方便的应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线，各频段增益都在10dB以上，可工作于WLAN,Wimax，4G等网络。
Description
技术领域
本实用新型属于通信领域，涉及一种应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线。
背景技术
随着微波集成技术的发展，微带天线展现出集成面积小、结构设计便捷、易于集成、适合印制电路板大规模生产等特点，使得其成为了各国研究的热点问题。
目前无线通信的实际应用中，多频带天线是一个重要设计方向，多频带微带天线经常会涉及到叠层、不对称曲线、缝隙、分形等天线结构涉及方式，但是这些方法都会各有不足，通常叠层天线频段间隔较近，不对称曲线结构尺寸往往较大，开槽天线的增益较低，分形天线结构复杂。因此对于应用于多频带的谐振天线，需要一种结构可靠，性能优异，易于设计，调谐方便的应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线结构来满足需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠，能有效工作于三个工作频段，工作频段内增益强，调谐方便的应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线，各频段增益都在10dB以上，可工作于WLAN, Wimax，4G等网络。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：包括介质基板1、金属反射板8，金属反射板8安装于介质基板1的一面，所述介质基板1的另一面设有第一辐射部2和第二辐射部3，所述第一辐射部2和第二辐射部3为现有光刻腐蚀工艺加工的金属贴片，每一辐射部包括一菱形环状的主辐射贴片21，所述第一辐射部2和第二辐射部3中心对称，中心对称点位于所述第一辐射部2和第二辐射部3的主辐射贴片21的长对角线延长线上；所述主辐射贴片21靠近中心对称点的一条菱边上设有调谐槽211，所述调谐槽211设在所在菱边靠近旋转对称点的一端并切断所在菱边，每一辐射部还包括寄生辐射贴片22和微带短接贴片23，所述寄生辐射贴片22为主辐射贴片21内设置的与主辐射贴片21共心共轴的菱形环状贴片，所述寄生辐射贴片22与对应的主辐射贴片21的菱边对应平行，所述寄生辐射贴片22靠近所述中心对称点的顶端外侧与对应的主辐射贴片21的对应顶端内侧通过微带短接贴片23连接；所述第一辐射部2与第二辐射部3的主辐射贴片21相邻顶端倒角后分别延伸有不接触的块状凸起，所述第一辐射部2与第二辐射部3的块状凸起构成天线馈电部4，所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线还包括设在介质基板1侧面的馈电线接口7和一端连接馈电线接口7的微带馈电传输线6。上述基本方案所述天线结构简单、可靠，能有效工作于三个可调的频段，增益强，且通过调节主辐射贴片、寄生辐射贴片、调谐槽的尺寸调谐方便。
进一步的，所述主辐射贴片21和寄生辐射贴片22为正方形。优选的正方形的结构简化了结构参数的设计。
进一步的，所述主辐射贴片21的外菱边的长度为37mm-39mm，所述主辐射贴片21的菱边的宽度为2.1mm-2.3mm，所述调谐槽211距离所在菱边的远端的距离为31-32mm，所述天线馈电部4中所述块状凸起之间间隙的宽度为1mm。所述寄生辐射贴片22的外菱边的长度为12-13mm，所述寄生辐射贴片22的菱边的宽度为12-13mm，所述微带短接贴片23的宽度为2.1mm-2.3mm。所述介质基板1的厚度为0.8-1.2mm，介质基板1的长度为90-110mm、宽度为60-80mm。所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线的工作频段、增益、方向性参数主要是由主辐射部、寄生辐射部的菱边尺寸、介质基板尺寸的联立调节，上述尺寸的选择调整低频工作频段在2.3GHz-2.6GHz之间，调整高频工作频段在5.65GHz-5.9GHz之间，高频和低频之间产生调谐的工作频段在3.5GHz-3.9GHz，并且使得三个工作频段的增益均在10dB以上, 可工作于WLAN, Wimax，4G等网络。
进一步的，所述调谐槽211的宽度范围为2mm-4.4mm。调整调谐槽211的宽度和位置来微调工作频段以及调整低频段的辐射电磁波接近圆极化波。
进一步的，所述介质基板1的材料为聚四氟乙烯玻璃纤维。所述聚四氟乙烯玻璃纤维温度稳定性好、优秀的高频低损耗特性、机械强度利于加工且适于刻蚀使得制得的基板损耗小、使用性能稳定、不易损坏，且易于集成。
进一步的，所述馈电线接口7为SMA端子或者N-Type端子。所述SMA端子、N-Type端子为标准的微波传输接口，兼容性好，有利于匹配高频信号，减少高频信号传输损失。
进一步的，所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线还包括阻抗匹配贴片，阻抗匹配贴片由阻抗匹配器51和扇形调谐枝52构成，所述阻抗匹配器51为渐宽微带线，其窄端和宽端分别与所述天线馈电部4中第一辐射部的块状凸起和所述微带馈电传输线6连接，所述阻抗匹配器51窄端的宽度为0.8mm-1mm，所述阻抗匹配器51宽端的宽度为2.1mm-2.3mm，所述阻抗匹配器51长度为30-33mm,所述扇形调谐枝52由调谐枝微带线与调谐枝微带线一端延伸的扇形贴片组合构成，所述调谐枝微带线的另一端与所述天线馈电部中第二辐射部的块状凸起连接，所述扇形贴片处于所述调谐枝微带线的外侧并且一条侧边垂直于所述调谐枝微带线，所述调谐枝微带线长度30-38mm，宽度与阻抗匹配器窄端相同，所述扇形贴片的扇形角为60度，所述扇形贴片的半径为8-8.2mm。此结构设计及尺寸选择能够有效地对天线馈电部和微带馈电传输线在三个工作频带内进行阻抗匹配，阻抗匹配器的渐宽微带线的设计使得宽频带的阻抗匹配更加平滑，降低驻波比，减少了反射提高天线整体增益。
进一步的，所述介质基板1的侧壁上铺有金属层。侧壁的金属层提高天线的方向性提高主瓣的增益。
附图说明
附图1是本实用新型所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线的主视图。
附图2是本实用新型所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线的剖面侧视图。
图中标记名称为：1-介质基板 2-第一辐射部 21-主辐射贴片 211-调谐槽 22-寄生辐射贴片 23-微带短接贴片 24-防滑槽 3-第二辐射部 4-天线馈电部 51-阻抗匹配器 52-扇形调谐枝 6-微带馈电传输线7-馈电线接口8-金属反射板。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，本实用新型公开了一种应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线，其基本技术方案如下，包括介质基板1、金属反射板8，金属反射板8安装于介质基板1的一面，所述介质基板1的另一面设有第一辐射部2和第二辐射部3，所述第一辐射部2和第二辐射部3为现有光刻腐蚀工艺加工的金属贴片，所述第一辐射部2包括一菱形环状的主辐射贴片21，所述第一辐射部2和第二辐射部3中心对称，所以第二辐射部3的结构可由第一辐射部2的结构推导出，以下只简述第一辐射部2的结构组成，中心对称点位于所述第一辐射部2和第二辐射部3的主辐射贴片21的长对角线延长线上，所述第一辐射部2的主辐射贴片21靠近中心对称点的一条菱边上设有调谐槽211，所述调谐槽211设在所在菱边靠近旋转对称点的一端并切断所在菱边，所述第一辐射部2还包括寄生辐射贴片22和微带短接贴片23，所述寄生辐射贴片22为主辐射贴片21内设置的与主辐射贴片21共心共轴的菱形环状贴片，所述寄生辐射贴片22与对应的主辐射贴片21的菱边对应平行，所述寄生辐射贴片22靠近所述中心对称点的顶端外侧与对应的主辐射贴片21的对应顶端内侧通过微带短接贴片23连接，所述第一辐射部2与第二辐射部3的相邻顶端倒角后分别延伸有不接触的块状凸起，所述第一辐射部2与第二辐射部3的块状凸起构成天线馈电部4，所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线还包括设在介质基板1侧面的馈电线接口7和一端连接馈电线接口7的微带馈电传输线6，所述微带馈电传输线6另一端与天线馈电部4直接相连。上述基本方案所述天线结构简单、可靠，能有效工作于三个可调的频段，增益强，且通过调节主辐射贴片、寄生辐射贴片、调谐槽的尺寸调谐方便。
所述主辐射贴片21和寄生辐射贴片22为正方形。优选的正方形的结构简化了结构参数的设计。所述主辐射贴片21的外菱边的长度为37mm-39mm，所述主辐射贴片21的菱边的宽度为2.1mm-2.3mm，所述调谐槽211距离所在菱边的远端的距离为31-32mm，所述天线馈电部4中所述块状凸起之间间隙的宽度为1mm。所述寄生辐射贴片22的外菱边的长度为12-13mm，所述寄生辐射贴片22的菱边的宽度为12-13mm，所述微带短接贴片23的宽度为2.1mm-2.3mm。所述介质基板1的厚度为0.8-1.2mm，介质基板1的长度为90-110mm、宽度为60-80mm。所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线的工作频段、增益、方向性参数主要是由主辐射部、寄生辐射部的菱边尺寸、介质基板尺寸的联立调节，上述尺寸的选择调整低频工作频段在2.3GHz-2.6GHz之间，调整高频工作频段在5.65GHz-5.9GHz之间，高频和低频之间产生调谐的工作频段在3.5GHz-3.9GHz，并且使得三个工作频段的增益均在10dB以上。在天线馈电部加入阻抗匹配贴片减小了反射损耗，增大了天线增益。所述调谐槽211的宽度范围为2mm-4.4mm。调整调谐槽211的宽度和位置来微调工作频段以及调整低频段的辐射电磁波接近圆极化波。
除了基本方案所述微带馈电传输线6另一端与天线馈电部4直接相连，所述应用于4G网络的双菱形环路多频微带天线还可以由阻抗匹配贴片来连接天线馈电部4与微带馈电传输线6，所述阻抗匹配贴片由阻抗匹配器51和扇形调谐枝52构成，所述阻抗匹配器51为渐宽微带线，其窄端和宽端分别与所述天线馈电部4中第一辐射部的块状凸起和所述微带馈电传输线6连接，所述阻抗匹配器51窄端的宽度为0.8mm-1mm，所述阻抗匹配器51宽端的宽度为2.1mm-2.3mm，所述阻抗匹配器51长度为30-33mm,所述扇形调谐枝52由调谐枝微带线与调谐枝微带线一端延伸的扇形贴片组合构成，所述调谐枝微带线的另一端与所述天线馈电部中第二辐射部的块状凸起连接，所述扇形贴片处于所述调谐枝微带线的外侧并且一条侧边垂直于所述调谐枝微带线，所述调谐枝微带线长度30-38mm，宽度与阻抗匹配器窄端相同，所述扇形贴片的扇形角为60度，所述扇形贴片的半径为8-8.2mm。此结构设计及尺寸选择能够有效地对天线馈电部和微带馈电传输线在三个工作频带内进行阻抗匹配，阻抗匹配器的渐宽微带线的设计使得宽频带的阻抗匹配更加平滑，降低驻波比，减少了反射提高天线整体增益。
所述介质基板1的材料为聚四氟乙烯玻璃纤维。所述聚四氟乙烯玻璃纤维温度稳定性好、优秀的高频低损耗特性、机械强度利于加工且适于刻蚀使得制得的基板损耗小、使用性能稳定、不易损坏，且易于集成。所述馈电线接口7为SMA端子或者N-Type端子。所述SMA端子、N-Type端子为标准的微波传输接口，兼容性好，有利于匹配高频信号，减少高频信号传输损失。
如图2所示，所述介质基板的侧壁上铺有金属层。侧壁的金属层提高天线的方向性提高主瓣的增益。
采用前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
如上所述，可较好的实现本实用新型。
Claims (8)
1.一种多频微带天线，其特征在于，包括介质基板（1）、金属反射板（8），金属反射板（8）安装于介质基板（1）的一面，所述介质基板（1）的另一面设有第一辐射部（2）和第二辐射部（3），每一辐射部包括一菱形环状的主辐射贴片（21），所述第一辐射部（2）和第二辐射部（3）中心对称，中心对称点位于所述第一辐射部（2）和第二辐射部（3）的主辐射贴片（21）的长对角线延长线上；
所述主辐射贴片（21）靠近中心对称点的一条菱边上设有调谐槽（211），所述调谐槽（211）设在所在菱边靠近旋转对称点的一端并切断所在菱边，每一辐射部还包括寄生辐射贴片（22）和微带短接贴片（23），所述寄生辐射贴片（22）为主辐射贴片（21）内设置的与主辐射贴片（21）共心共轴的菱形环状贴片，所述寄生辐射贴片（22）与对应的主辐射贴片（21）的菱边对应平行，所述寄生辐射贴片（22）靠近所述中心对称点的顶端外侧与对应的主辐射贴片（21）的对应顶端内侧通过微带短接贴片（23）连接；
所述第一辐射部（2）与第二辐射部（3）的主辐射贴片（21）相邻顶端倒角后分别延伸有不接触的块状凸起，所述第一辐射部（2）与第二辐射部（3）的块状凸起构成天线馈电部（4），所述多频微带天线还包括设在介质基板（1）侧面的馈电线接口（7）和一端连接馈电线接口（7）的微带馈电传输线（6）。
2.如权利要求1所述多频微带天线，其特征还在于，所述主辐射贴片（21）和寄生辐射贴片（22）为正方形。
3.如权利要求1所述多频微带天线，其特征还在于，所述主辐射贴片（21）的外菱边的长度为37mm-39mm，所述主辐射贴片（21）的菱边的宽度为2.1mm-2.3mm，所述调谐槽（211）距离所在菱边的远端的距离为31-32mm，所述天线馈电部（4）中所述块状凸起之间间隙的宽度为1mm，所述寄生辐射贴片（22）的外菱边的长度为12-13mm，所述寄生辐射贴片（22）的菱边的宽度为12-13mm，所述微带短接贴片（23）的宽度为2.1mm-2.3mm，所述介质基板（1）的厚度为0.8-1.2mm，介质基板（1）的长度为90-110mm、宽度为60-80mm。
4.如权利要求3所述多频微带天线，其特征还在于，所述调谐槽（211）的宽度范围为2mm-4.4mm。
5.如权利要求3所述多频微带天线，其特征还在于，所述多频微带天线还包括阻抗匹配贴片，阻抗匹配贴片由阻抗匹配器（51）和扇形调谐枝（52）构成，所述阻抗匹配器（51）为渐宽微带线，其窄端和宽端分别与所述天线馈电部（4）中第一辐射部的块状凸起和所述微带馈电传输线（6）连接，所述阻抗匹配器（51）窄端的宽度为0.8mm-1mm，所述阻抗匹配器（51）宽端的宽度为2.1mm-2.3mm，所述阻抗匹配器（51）长度为30-33mm,所述扇形调谐枝（52）由调谐枝微带线与调谐枝微带线一端延伸的扇形贴片组合构成，所述调谐枝微带线的另一端与所述天线馈电部中第二辐射部的块状凸起连接，所述扇形贴片处于所述调谐枝微带线的外侧并且一条侧边垂直于所述调谐枝微带线，所述调谐枝微带线长度30-38mm，宽度与阻抗匹配器(51)窄端相同，所述扇形贴片的扇形角为60度，所述扇形贴片的半径为8-8.2mm。
6.如权利要求1-5任意一项所述多频微带天线，其特征还在于，所述介质基板(1)的材料为聚四氟乙烯玻璃纤维。
7.如权利要求1-5任意一项所述多频微带天线，其特征还在于，所述馈电线接口(7)为SMA端子或者N-Type端子。
8.如权利要求1-5任意一项所述多频微带天线，其特征还在于，所述介质基板(1)的侧壁上铺有金属层。
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