CN204088568U - 共面波导同心圆环wimax/wlan天线 - Google Patents

共面波导同心圆环wimax/wlan天线 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线。它包括基板、双圆环形贴片、阻抗匹配输入传输线和金属接地板；基板的上表面设有双圆环形贴片、金属接地板、阻抗匹配输入传输线；金属接地板上设有左竖矩形槽、右竖矩形槽、左横矩形槽、右横矩形槽和中部矩形槽，阻抗匹配输入传输线的一端与双圆环形贴片相连，阻抗匹配输入传输线的另一端与基板的底端相连，金属接地板的底端与基板的底端相连。本实用新型频带宽，损耗低，辐射特性好，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成，适用于WIMAX和WLAN。

Description

共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线
技术领域
本实用新型涉及无线通信天线，尤其涉及一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线。
背景技术
近年来，无线通信技术飞速进步，大量频谱资源不断被开发使用，因此各种高频超高频段的无线通信设备逐渐得到人们的认可，登上了无线技术发展的历史舞台，诸如RFID系统，微波存取全球互通系统(WiMAX)以及无线局域网络系统(WLAN)等。这些无线通信设备的大量使用为我们的生活提供了很多的便利条件，同时也大大的提高了对超高频段频谱的利用率，使得更快速，更安全的传输无线信号成为了研究的重要方向和发展趋势。因此，设计出高性能的适用于无线频段的天线成为了形势所趋。
发明内容
本实用新型提供一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，技术方案如下：
共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线包括基板、双圆环形贴片、阻抗匹配输入传输线和金属接地板；基板的上表面设有双圆环形贴片、金属接地板、阻抗匹配输入传输线；金属接地板上设有左竖矩形槽、右竖矩形槽、左横矩形槽、右横矩形槽和中部矩形槽，阻抗匹配输入传输线的一端与双圆环形贴片相连，阻抗匹配输入传输线的另一端与基板的底端相连，金属接地板的底端与基板的底端相连。
所述的基板为介电常数为4.9的玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为23mm～25mm，宽度为15mm～17mm，厚度为0.9mm～1.1mm。所述的双圆环形贴片由外圆环、内圆环、中心竖直轴、以及左右矩形槽，其中外圆环的内外半径分别为4mm～6mm，6mm～7mm，内圆环的内外半径分别为2.5mm～3.5mm，4mm～5mm，中心竖直轴长度为4mm～6mm，宽度为0.4mm～0.8mm，左右矩形槽长度为1mm～2mm，宽度为0.5mm～1mm，且位于圆环横轴上。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为10mm～12mm，宽度为1.8mm～2.2mm。所述的金属接地板的长度为15mm～17mm，宽度为9mm～11mm。所述的左竖矩形槽和右竖矩形槽的尺寸参数相同，长度均为8mm～10mm，宽度均为0.5mm～1.5mm。所述的左横矩形槽和右横矩形槽的长度为2mm～2.5mm，宽度为0.8mm～1.2mm。所述的中部矩形槽的长度为9mm～11mm，宽度为2.2mm～2.6mm，且此开槽长边与阻抗匹配输入传输线距离为0.2mm～0.4mm。
本实用新型频带宽，损耗低，辐射特性好，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成，适用于WIMAX和WLAN。
附图说明
图1是共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线的正面结构图；
图2是共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线的回波损耗图；
图3是天线在3.5GHz时的E面和H面辐射方向图；
图4是天线在5.2GHz时的E面和H面辐射方向图；
图5是天线在5.5GHz时的E面和H面辐射方向图；
图6是天线在5.8GHz时的E面和H面辐射方向图；
图7是天线在3.5GHz时的表面电流分布图；
图8是天线在5.2GHz时的表面电流分布图；
图9是天线在5.5GHz时的表面电流分布图；
图10是天线在5.8GHz时的表面电流分布图。
具体实施方式
如图1所示，共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线包括基板1、双圆环形贴片2、阻抗匹配输入传输线3、金属接地板4；基板1的上表面设有双圆环形贴片2、阻抗匹配输入传输线3、金属接地板4；金属接地板4上设有左竖矩形槽5、右竖矩形槽6、左横矩形槽7、右横矩形槽8和中部矩形槽9，阻抗匹配输入传输线3的一端与双圆环形贴片2相连，另一端与基板1的底端相连，金属接地板4的底端与基板1的底端相连。
所述的基板1为介电常数为4.9的玻璃纤维环氧树脂材料，长度为23mm～25mm，宽度为15mm～17mm，厚度为0.9mm～1.1mm。所述的双圆环形贴片2由外圆环、内圆环、中心竖直轴、以及左右矩形槽，其中外圆环的内外半径分别为4mm～6mm，6mm～7mm，内圆环的内外半径分别为2.5mm～3.5mm，4mm～5mm，中心竖直轴长度为4mm～6mm，宽度为0.4mm～0.8mm，左右矩形槽长度为1mm～2mm，宽度为0.5mm～1mm，且位于圆环横轴上。所述的阻抗匹配输入传输线3的长度为10mm～12mm，宽度为1.8mm～2.2mm。所述的金属接地板4的长度为15mm～17mm，宽度为9mm～11mm。所述的左竖矩形槽5和右竖矩形槽6的尺寸参数相同，长度均为8mm～10mm，宽度均为0.5mm～1.5mm。所述的左横矩形槽7和右横矩形槽8的长度为2mm～2.5mm，宽度为0.8mm～1.2mm。所述的中部矩形槽9的长度为9mm～11mm，宽度为2.2mm～2.6mm，且此开槽长边与阻抗匹配输入传输线3距离为0.2mm～0.4mm。
实施例1
共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线：
基板选择介电常数为4.9的玻璃纤维环氧树脂材料，长度为24mm，宽度为16mm，厚度为1mm。双圆环形贴片由外圆环、内圆环、中心竖直轴、以及左右矩形槽，其中外圆环的内外半径分别为5mm，6.5mm，内圆环的内外半径分别为3mm，4.3mm，中心竖直轴长度为5mm，宽度为0.6mm，左右矩形槽长度为1.5mm，宽度为0.7mm，且位于圆环横轴上。阻抗匹配输入传输线的长度为11.5mm，宽度为2mm。金属接地板的长度为16mm，宽度为10mm。左竖矩形槽和右竖矩形槽的尺寸参数相同，长度均为9mm，宽度均为1mm。左横矩形槽和右横矩形槽的长度为2.3mm，宽度为1mm。中部矩形槽的长度为10mm，宽度为2.4mm，且此开槽长边与阻抗匹配输入传输线距离为0.2mm。共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的回波损耗曲线如附图2所示。由图可见，-10dB以下的工作频段为3.3036GHz～3.623GHz，5.108GHz～8.795GHz。图3所示为共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线在3.5GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为3.5GHz时，增益为1.9dBi，半功率波瓣宽度为85°。图4所示为共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线在5.2GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为5.2GHz时，增益为2.5dBi，半功率波瓣宽度为81.6°。图5所示为共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线在5.5GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为5.5GHz时，增益为2.6dBi，半功率波瓣宽度为79.9°。图6所示为共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线在5.8GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为5.8GHz时，增益为2.8dBi，半功率波瓣宽度为78.4°。图7-10所示为共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线在3.5GHz、5.2GHz、5.5GHz、5.8GHz时的表面电流分布图。

Claims (8)

1.一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于包括基板(1)、双圆环形贴片(2)、阻抗匹配输入传输线(3)、金属接地板(4)；基板(1)的上表面设有双圆环形贴片(2)、阻抗匹配输入传输线(3)、金属接地板(4)；金属接地板(4)上设有左竖矩形槽(5)、右竖矩形槽(6)、左横矩形槽(7)、右横矩形槽(8)和中部矩形槽(9)，阻抗匹配输入传输线(3)的一端与双圆环形贴片(2)相连，另一端与基板(1)的底端相连，金属接地板(4)的底端与基板(1)的底端相连。
2.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的基板(1)为玻璃纤维环氧树脂材料，基板(1)的长度为23mm～25mm，宽度为15mm～17mm，厚度为0.9mm～1.1mm。
3.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的双圆环形贴片(2)由外圆环、内圆环、中心竖直轴、以及左右矩形槽，其中外圆环的内外半径分别为4mm～6mm，6mm～7mm，内圆环的内外半径分别为2.5mm～3.5mm，4mm～5mm，中心竖直轴长度为4mm～6mm，宽度为0.4mm～0.8mm，左右矩形槽长度为1mm～2mm，宽度为0.5mm～1mm，且位于圆环横轴上。
4.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线(3)的长度为10mm～12mm，宽度为1.8mm～2.2mm。
5.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的金属接地板(4)的长度为15mm～17mm，宽度为9mm～11mm。
6.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的左竖矩形槽(5)和右竖矩形槽(6)的尺寸参数相同，长度均为8mm～10mm，宽度均为0.5mm～1.5mm。
7.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的左横矩形槽(7)和右横矩形槽(8)的长度为2mm～2.5mm，宽度为0.8mm～1.2mm。
8.如权利要求1所述的一种共面波导同心圆环WIMAX/WLAN天线，其特征在于所述的中部矩形槽(9)的长度为9mm～11mm，宽度为2.2mm～2.6mm，且此开槽长边与阻抗匹配输入传输线(3)距离为0.2mm～0.4mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108232439A (zh) * 2017-12-27 2018-06-29 东南大学 一种基片集成波导缝隙馈电的线型阵列天线及平面阵列天线

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CN108232439A (zh) * 2017-12-27 2018-06-29 东南大学 一种基片集成波导缝隙馈电的线型阵列天线及平面阵列天线
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