CN205335427U - 一种双频共面波导馈电单极子天线 - Google Patents
一种双频共面波导馈电单极子天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种双频共面波导馈电单极子天线，它包括介质基板、辐射贴片、共面波导馈线部分；其中共面波导馈线部分由阻抗匹配输入传输线和金属接地板组成；辐射贴片是下部具有切角的矩形金属贴片，金属接地板上具有中心对称的开槽。本实用新型具有双频带、辐射特性好、结构简单、易于制作、尺寸小等优点，可用于WiMAX和WLAN通信。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单极子天线，尤其涉及一种双频共面波导馈电单极子天线。
背景技术
无线局域网(WirelessLocalAreaNetworks，WLAN)和全球微波互联接入(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX)是无线通信中两种十分重要的发展方向。其中，WiMAX的标准为802.16，是一种比较新的宽带无线接入技术，属于一种无线城域网络技术，具有很多优点，可以提供面向互联网的高速连接，而WLAN作为常用的无线通信方式可以满足人们日常的局域网络状态下无线接入的需求。所以作为无线通信系统中重要的一个部分，天线的性能对于通信质量具有很大的影响。目前的WLAN的主要工作在2.45GHz(2.4-2.484GHz)、5.2GHz(5.15-5.35GHz)和5.8GHz(5.725-5.825GHz)、而WiMAX工作在2.5GHz(2.5-2.69GHz)、3.5GHz(3.5-3.69GHz)和5.5GHz(5.25-5.85GHz)。
印刷单极子天线比较容易实现天线的WiMAX和WLAN双频带工作，目前为止在许多无线通信领域都很普遍的在使用，实现双频带工作的天线的形式有多种多样，目前比较常用的有弯折单极子天线，L型单极子天线，折线型单极子天线，矩形环单极子天线等多种实现方式，但现有的天线普遍都存在在各个频段的辐射特性不一致，全向性不够好等缺点。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种在各个频段的辐射特性差异较小的双频共面波导馈电单极子天线，该天线结构新颖，辐射全向性好，易制作，成本低廉。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
一种双频共面波导馈电单极子天线包括包括介质基板、辐射贴片和共面波导馈线；所述共面波导馈电线包括阻抗匹配输入传输线和金属接地板，所述金属接地板为矩形贴片，所述金属接地板具有中心对称的矩形开槽，所述阻抗匹配输入传输线位于所述金属接地板的矩形开槽内，所述阻抗匹配输入传输线与辐射贴片连接。
所述介质基板材料为FR4，FR4的相对介电常数是4.4，介电损耗为0.02。基板的宽度为23mm～26mm，基板的长度为28mm～30mm，基板的厚度为0.8mm～1.6mm。
优选的，所述辐射贴片为下部具有对称切角的矩形贴片，长度为20mm～22mm，宽度为16mm～20mm，下部的切角宽度为8.5mm～9.5mm，长度为1.5mm～3mm，下部的切角使天线的阻抗匹配更好。
优选的，所述阻抗匹配输入传输线长度为7.5mm～8.5mm，宽度为2.5mm～3mm。
优选的，所述金属接地板3为具有开槽的矩形贴片，与中间的阻抗匹配输入传输线2间距为0.3mm～0.5mm，所述金属接地板长度为6.5mm～7mm，宽度为20mm～22mm，金属接地板3的对称结构让天线的辐射性更好。
优选的，所述的开槽距离金属接地板3的内边间距为0.8mm～1.2mm，由一个正L型开槽和一个倒L型开槽组成，正L型开槽中，垂直方向的开槽长度为4.8～5.3mm，宽度为0.4mm～0.6mm，水平方向的开槽宽度为6.8mm～7.2mm，长度为0.4mm～0.6mm；倒L型开槽中，垂直方向的开槽长度为3.9mm～4.2mm，宽度为0.8mm～1mm，水平方向的开槽宽度为4.8mm～5mm，长度为0.8mm～1mm，
该结构使天线具有高频段的辐射。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：本实用新型采用对称性的结构，各个频段的辐射全向性好，辐射特性差异较小；还有易于制作、成本低、尺寸小等优点，可用于WiMAX和WLAN通信。
附图说明
图1是本实用新型双频共面波导馈电单极子天线结构示意图；
图2是本实用新型实施例的双频共面波导馈电单极子天线的回波损耗图；
图3是本实用新型实施例的双频共面波导馈电单极子天线在3.5GHz时的E面和H面辐射方向图；
图4是本实用新型实施例的双频共面波导馈电单极子天线在5.2GHz时的E面和H面辐射方向图；
图5是本实用新型实施例的双频共面波导馈电单极子天线在5.5GHz时的E面和H面辐射方向图；
图6是本实用新型实施例的双频共面波导馈电单极子天线在5.8GHz时的E面和H面辐射方向图；
附图说明：1辐射贴片，2阻抗匹配输入传输线，3金属接地板，4开槽。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例
如图1所示，双频共面波导馈电单极子天线包括介质基板、辐射贴片1、阻抗匹配输入传输线2和金属接地板3；阻抗匹配输入传输线2和金属接地板3组成共面波导馈电线结构；辐射贴片1是下部具有切角的矩形金属贴片，金属接地板3上具有中心对称的开槽4；阻抗匹配输入传输线2位于金属接地板3的开槽4内。
介质基板材料为FR4，FR4的相对介电常数是4.4，介电损耗为0.02。基板的宽度为25mm，基板的长度为30mm，基板的厚度为0.8mm。辐射贴片为下部具有对称切角的矩形贴片，长度为20mm，宽度为16mm，下部的切角宽度为8.75mm，长度为2mm。阻抗匹配输入传输线长度为8mm，宽度为2.5mm。金属接地板为具有开槽的矩形贴片，与中间的阻抗匹配输入传输线2间距为0.3mm，长度为7mm，宽度为10.95mm。金属接地板上的开槽与金属接地板的内边间距为1mm，由一个正L型开槽和一个倒L型开槽组成，正L型开槽中，垂直方向的开槽长度为5mm，宽度为0.5mm，水平方向的开槽宽度为7mm，长度为0.5mm；倒L型开槽中，垂直方向的开槽长度为4mm，宽度为1mm，水平方向的开槽宽度为5mm，长度为1mm。
双频共面波导馈电单极子天线的回波损耗曲线如图2所示，可见-10dB以下的工作频段为3.0503GHz～6.0872GHz。
图3所示为双频共面波导馈电单极子天线在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2.2dBi。
图4所示为双频共面波导馈电单极子天线在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3.5dBi。
图5所示为双频共面波导馈电单极子天线在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3.7dBi。
图6所示为共双频共面波导馈电单极子天线在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3.9dBi。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双频共面波导馈电单极子天线，其特征在于，包括介质基板、辐射贴片（1）和共面波导馈线；所述共面波导馈线包括阻抗匹配输入传输线（2）和金属接地板（3），所述金属接地板（3）为矩形贴片，所述金属接地板（3）具有中心对称的矩形开槽，所述阻抗匹配输入传输线（2）位于所述金属接地板（3）的矩形开槽内，所述阻抗匹配输入传输线（2）与所述辐射贴片（1）相连。
2.根据权利要求1所述的双频共面波导馈电单极子天线，其特征在于，所述介质基板材料为FR4，FR4的相对介电常数是4.4，介电损耗为0.02，介质基板的宽度为23mm～26mm，介质基板的长度为28mm～30mm，介质基板的厚度为0.8mm～1.6mm。
3.根据权利要求1所述的双频共面波导馈电单极子天线，其特征在于，所述辐射贴片（1）为下部具有对称切角的矩形贴片，所述辐射贴片（1）长度为20mm～22mm，宽度为16mm～20mm，下部的切角宽度为8.5mm～9.5mm，长度为1.5mm～3mm。
4.根据权利要求1所述的双频共面波导馈电单极子天线，其特征在于，所述阻抗匹配输入传输线（2）长度为7.5mm～8.5mm，宽度为2.5mm～3mm。
5.根据权利要求1所述的双频共面波导馈电单极子天线，其特征在于，所述金属接地板（3）与中间的阻抗匹配输入传输线（2）间距为0.3mm～0.5mm，所述金属接地板（3）长度为6.5mm～7mm，宽度为20mm～22mm。
6.根据权利要求1所述的双频共面波导馈电单极子天线，其特征在于，所述的金属接地板（3）有开槽（4），所述开槽（4）距离金属接地板（3）的内边间距为0.8mm～1.2mm，所述开槽（4）由一个正L型开槽和一个倒L型开槽组成，正L型开槽中，垂直方向的开槽长度为4.8～5.3mm，宽度为0.4mm～0.6mm，水平方向的开槽宽度为6.8mm～7.2mm，长度为0.4mm～0.6mm；倒L型开槽中，垂直方向的开槽长度为3.9mm～4.2mm，宽度为0.8mm～1mm，水平方向的开槽宽度为4.8mm～5mm，长度为0.8mm～1mm。
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