CN204361271U

CN204361271U - 多重c形开槽式矩形微带天线

Info

Publication number: CN204361271U
Application number: CN201520086969.5U
Authority: CN
Inventors: 莫国强
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2025-02-06

Abstract

本实用新型公开了一种多重C形开槽式矩形微带天线。它包括基板、矩形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、矩形金属接地板；基板的上表面设有矩形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线，矩形辐射贴片上设有四个双重开口矩形环开槽，阻抗匹配输入传输线的上端与矩形辐射贴片的下端相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连；基板的下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板的底端、左端、右端均与基板的底端、左端、右端相连。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，制作方便等优点。

Description

多重C形开槽式矩形微带天线

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种多重C形开槽式矩形微带天线。

背景技术

自从上个世纪70年代首个微带天线问世之后，许多学者和科研人员对微带天线展开了大量深入的探索和研究。如今，微带天线在各个行业和领域内工作在10MHz-100GHz的频段上。微带天线具有许多优点，比如占用空间较小，天线本身高度很低，容易与工作表面共形；由于微带天线采用了印刷电路板技术，所以天线加工成本低，方便大规模制造；天线的散射截面较小；能得到单向性的辐射波束；最大波束方向与贴片平面的法线方向重合；微带天线还可以与PCB板上线路集成在同一个电路板上面，省去了天线的安装环节，降低了生产成本。随着移动通信产业的蓬勃发展，各行业对体积更小，剖面更低的天线需求将微带天线推向了时代前沿。

微带天线的优势有低剖面、低成本并可制成多功能、可共形的等，可集成到无线电设备内部，可用于室内，也可用于室外，其尺寸可大可小。在许多实际设计中，微带天线的诸多优点远远超过它的缺点，使其得到了广泛的应用与发展。相信随着对微带天线功能认识的提高，微带天线一定会在更加广泛的领域得到更加广泛的应用。

发明内容

本实用新型提供一种多重C形开槽式矩形微带天线，具体技术方案如下：

多重C形开槽式矩形微带天线包括基板1、矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线7、矩形金属接地板8；基板1的上表面设有矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线4，矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线7均关于基板1的纵向中心轴对称，矩形辐射贴片2上设有左上双重开口矩形环开槽3、右上双重开口矩形环开槽4、左下双重开口矩形环开槽5、右下双重开口矩形环开槽6，阻抗匹配输入传输线7的上端与矩形辐射贴片2的下端相连，阻抗匹配输入传输线7的底端与基板1的底端相连；基板1的下表面设有矩形金属接地板8，矩形金属接地板8的底端、左端、右端均与基板1的底端、左端、右端相连。

所述的基板为环氧树脂材料，基板的长度为44mm～46mm，宽度为34mm～36mm。所述的矩形辐射贴片的长度为29mm～31mm，宽度为29mm～31mm。所述的左上双重开口矩形环开槽的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板的左端、上端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的右上双重开口矩形环开槽的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板的右端、上端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的左下双重开口矩形环开槽的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板的左端、下端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的右下双重开口矩形环开槽的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板的右端、下端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的阻抗匹配输入传输线由两个矩形组成，上侧矩形长度为5mm～7mm，宽度为0.4mm～0.6mm，下侧矩形长度为4mm～6mm，宽度为2.7mm～2.9mm。所述的矩形金属接地板的长度为9mm～11mm，宽度为34mm～36mm。

本实用新型微带天线具有结构简单，尺寸小，质量轻，制作方便，成本低，辐射特性好，便于集成等优点。

附图说明：

图1是多重C形开槽式矩形微带天线的正面结构图；

图2是多重C形开槽式矩形微带天线的背面结构图；

图3是多重C形开槽式矩形微带天线的回波损耗图；

图4是多重C形开槽式矩形微带天线在2.55GHz时的E面、H面辐射方向图；

图5是多重C形开槽式矩形微带天线在2.55GHz时的正面表面电流密度分布图；

图6是多重C形开槽式矩形微带天线在2.55GHz时的背面表面电流密度分布图。

具体实施方式

如图1～2所示，多重C形开槽式矩形微带天线包括基板1、矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线7、矩形金属接地板8；基板1的上表面设有矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线4，矩形辐射贴片2、阻抗匹配输入传输线7均关于基板1的纵向中心轴对称，矩形辐射贴片2上设有左上双重开口矩形环开槽3、右上双重开口矩形环开槽4、左下双重开口矩形环开槽5、右下双重开口矩形环开槽6，阻抗匹配输入传输线7的上端与矩形辐射贴片2的下端相连，阻抗匹配输入传输线7的底端与基板1的底端相连；基板1的下表面设有矩形金属接地板8，矩形金属接地板8的底端、左端、右端均与基板1的底端、左端、右端相连。

所述的基板为环氧树脂材料，基板1的长度为44mm～46mm，宽度为34mm～36mm。所述的矩形辐射贴片2的长度为29mm～31mm，宽度为29mm～31mm。所述的左上双重开口矩形环开槽3的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板1的左端、上端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的右上双重开口矩形环开槽4的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板1的右端、上端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的左下双重开口矩形环开槽5的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板1的左端、下端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的右下双重开口矩形环开槽6的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板1的右端、下端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。所述的阻抗匹配输入传输线7由两个矩形组成，上侧矩形长度为5mm～7mm，宽度为0.4mm～0.6mm，下侧矩形长度为4mm～6mm，宽度为2.7mm～2.9mm。所述的矩形金属接地板8的长度为9mm～11mm，宽度为34mm～36mm。

实施例1

多重C形开槽式矩形微带天线：

选择介电常数为4.4的环氧树脂材料制作微带基板，厚度为1mm。基板的长度为45mm，宽度为35mm。矩形辐射贴片的长度为30mm，宽度为30mm。左上双重开口矩形环开槽的几何中心与基板的左端、上端的距离均为8mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为10mm，内侧矩形长度和宽度均为9mm，开口宽度为3mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为12mm，内侧矩形长度和宽度均为11mm，开口宽度为3mm。右上双重开口矩形环开槽的几何中心与基板的右端、上端的距离均为8mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为10mm，内侧矩形长度和宽度均为9mm，开口宽度为3mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为12mm，内侧矩形长度和宽度均为11mm，开口宽度为3mm。左下双重开口矩形环开槽的几何中心与基板的左端、下端的距离均为8mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为10mm，内侧矩形长度和宽度均为9mm，开口宽度为3mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为12mm，内侧矩形长度和宽度均为11mm，开口宽度为3mm。右下双重开口矩形环开槽的几何中心与基板的右端、下端的距离均为8mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为10mm，内侧矩形长度和宽度均为9mm，开口宽度为3mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为12mm，内侧矩形长度和宽度均为11mm，开口宽度为3mm。阻抗匹配输入传输线的上侧矩形长度为6mm，宽度为0.5mm，下侧矩形长度为5mm，宽度为2.8mm。矩形金属接地板的长度为10mm，宽度为35mm。多重C形开槽式矩形微带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3所示。由图可见，-10dB以下的工作频段分别为2.4GHz～2.6GHz。图4所示为多重C形开槽式矩形微带天线在2.5GHz时的E面和H面辐射方向图，由图可见，在频率为2.55GHz时，增益为3.24dBi，半功率波瓣宽度为81.3°。图5是多重C形开槽式矩形微带天线在2.55GHz时的正面表面电流密度分布图；图6是多重C形开槽式矩形微带天线在2.55GHz时的背面表面电流密度分布图。

Claims

1.一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于包括基板(1)、矩形辐射贴片(2)、阻抗匹配输入传输线(7)、矩形金属接地板(8)；基板(1)的上表面设有矩形辐射贴片(2)、阻抗匹配输入传输线(4)，矩形辐射贴片(2)、阻抗匹配输入传输线(7)均关于基板(1)的纵向中心轴对称，矩形辐射贴片(2)上设有左上双重开口矩形环开槽(3)、右上双重开口矩形环开槽(4)、左下双重开口矩形环开槽(5)、右下双重开口矩形环开槽(6)，阻抗匹配输入传输线(7)的上端与矩形辐射贴片(2)的下端相连，阻抗匹配输入传输线(7)的底端与基板(1)的底端相连；基板(1)的下表面设有矩形金属接地板(8)，矩形金属接地板(8)的底端、左端、右端均与基板(1)的底端、左端、右端相连。

2.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的基板(1)为环氧树脂材料，基板(1)的长度为44mm～46mm，宽度为34mm～36mm。

3.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的矩形辐射贴片(2)的长度为29mm～31mm，宽度为29mm～31mm。

4.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的左上双重开口矩形环开槽(3)的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板(1)的左端、上端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。

5.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的右上双重开口矩形环开槽(4)的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板(1)的右端、上端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。

6.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的左下双重开口矩形环开槽(5)的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板(1)的左端、下端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。

7.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的右下双重开口矩形环开槽(6)的内环与外环具有相同的几何中心，且其几何中心与基板(1)的右端、下端的距离均为7mm～9mm，内环的外侧矩形长度和宽度均为9mm～11mm，内侧矩形长度和宽度均为8mm～10mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm，外环的外侧矩形长度和宽度均为11mm～13mm，内侧矩形长度和宽度均为10mm～12mm，开口宽度为2.9mm～3.1mm。

8.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线(7)由两个矩形组成，上侧矩形长度为5mm～7mm，宽度为0.4mm～0.6mm，下侧矩形长度为4mm～6mm，宽度为2.7mm～2.9mm。

9.如权利要求1所述的一种多重C形开槽式矩形微带天线，其特征在于所述的矩形金属接地板(8)的长度为9mm～11mm，宽度为34mm～36mm。