CN208423160U - 一种新型互补凹槽半圆形贴片天线 - Google Patents
一种新型互补凹槽半圆形贴片天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种新型互补凹槽半圆形贴片天线。本实用新型涉及贴片天线设计领域，为提供一款小型化高性能贴片天线。为此，本实用新型采取的技术方案是新型互补凹槽半圆形贴片天线，以一个半圆形贴片挖去两个连接的U型凹槽以及两个左右对称的正方形凹槽作为辐射贴片，辐射贴片置于Roger RO4003C介质基板上，底端是接地板，其形状是一个半圆形贴片，在水平面上其形状与辐射贴片相互对称。半圆形辐射贴片的弧顶中间连接一段长方形馈线，馈电点位于顶端辐射贴片处。本实用新型主要应用于贴片天线设计。
Description
技术领域
本发明涉及贴片天线设计领域，尤其涉及一种新型互补凹槽半圆形贴片天线。
背景技术
近些年来，现代无线通信技术的发展日新月异，这在一定程度上归功于手持移动电话的发展。2G移动通信的成功促进了更宽带的 3G、4G移动电话以及其他无线产品和服务的发展，如无线局域网络、蓝牙、LMDS。天线是无线网络或无线电子设备中的一个关键部件，现实生活中，我们周围遍布着各种不同类型，不同形状的天线。与此同时，现代电子技术和信息技术的发展对天线提出了前所未有的高性能要求，例如简便、安全、低耗、多功能、多频段、高效率、低剖面、小尺寸等。
平面贴片天线以其低剖面，可集成化，易组阵等特点越来越受到人们的青睐。缝隙平板天线是一种典型的平面天线，正好迎合了现代无线通信系统发展的趋势和要求，受到人们的广泛关注与研究。缝隙天线是在金属板、波导管、同轴线或谐振腔上开缝隙，电磁波通过缝隙向外空间辐射，从而构成的一种口径天线。其最大的特点是低剖面，具有良好的平装结构，易于与安装物体共形，因而被称为“薄纸”天线。缝隙阵列天线对天线口径面内的幅度分布容易控制，口径面利用率高，体积小，重量轻，可以实现低或极低副瓣。同时，缝隙天线还具有结构牢固、简单紧凑、易于加工、造价经济、馈电方便、架设简单以及可隐蔽性、可装饰性等优势。
发明内容
本发明为了克服现有技术不足，提供一种小型化高性能的新型贴片天线。为此，本实用新型采取的技术方案是新型互补凹槽半圆形贴片天线，以一个半圆形贴片挖去两个连接的U型凹槽以及两个左右对称的正方形凹槽作为辐射贴片，辐射贴片置于Roger RO4003C介质基板上，底端是接地板，其形状是一个半圆形贴片，在水平面上其形状与辐射贴片相互对称。半圆形辐射贴片的弧顶中间连接一段长方形馈线，馈电点位于顶端辐射贴片处。
Roger RO4003C基板介电常数ε＝3.38，介质损耗为0.02，长度 L＝23.5mm，宽度W＝23mm，厚度为0.6mm；如权利要求1所述的新型互补凹槽半圆形贴片天线，其特征是半圆形半径为11.5mm，凹槽顶端距离贴片边缘Ps＝2mm，双U型凹槽的宽度为Ws＝0.6mm， L2＝6mm，L3＝7mm，L4＝1.2mm，R＝1mm，正方形凹槽的边长为 L1＝3mm。半圆形接地板半径为11.5mm半圆形接地板弧顶与辐射贴片的弧顶距离S＝0.45mm。
与已有技术相比，本发明的技术特点与效果：
第一，相互连接的双U型凹槽结构增加了天线的带宽，实现了宽频设计，第二，半圆形结构优化了阻抗匹配，第三，对称正方形凹槽结构增加了辐射效率且结构新颖。
附图说明：
图1新型互补凹槽半圆形贴片天线结构示意图；
图2天线设计过程中三个天线所对应的S11图；
图3天线工作时贴片电流分布图。
具体实施方式
本发明通过引入相互连接的双U型结构，并使用半圆形贴片结构，设计了一种新型小型化高性能天线。
天线包括馈电点、辐射贴片1和介质基板。辐射贴片1由一个半圆形贴片挖去相互连接的双U型缝隙以及两个相互对称的正方形凹槽组成。介质基板为Roger RO4003C，介电常数为ε＝3.38，介质损耗为0.02，馈电方式为微带馈线，特性阻抗为50Ω，天线结构图如图1所示。
通过互补凹槽半圆形贴片天线以实现扩展天线频带宽度，提高天线辐射效率的目的，图3中第一个天线仅仅是一个没有凹槽的半圆形贴片天线，第二个天线中的半圆形贴片被挖去了相互连接的双U型夹缝，天线频带范围从4GHz～6.8和9.2GHz～10.2GHz扩展到了3.5GHz～10.5GHz，辐射效率也有所提高。
采用挖去左右相互对称的正方形凹槽的方法进一步实现扩展频带宽度，提高天线辐射效率的目的，图3三中最终设计天线的结构为半圆形贴片挖去相互连接的双U型夹缝和左右相互对称的正方形凹槽，其频段范围扩展到了3.1GHz～10.6GHz，并且天线的辐射效率明显提高。
通过对天线进行优化设计和仿真分析，最后得到天线的优化尺寸。其中长度L＝23.5mm，宽度W＝23mm，厚度为0.6mm；半圆形半径为11.5mm，凹槽顶端距离贴片边缘Ps＝2mm；双U型凹槽的宽度为Ws＝0.6mm，L2＝6mm，L3＝7mm，L4＝1.2mm，R＝1mm；正方形凹槽的边长为L1＝3mm。半圆形接地板2半径为11.5mm，半圆形接地板2弧顶与辐射贴片1的弧顶距离S＝0.45mm。此时天线的频带范围为3.1GHz～10.6GHz。图3表示了优化后天线工作时双层辐射贴片的电流分布图。
Claims (5)
1.一种新型互补凹槽半圆形贴片天线。其特征是，以一个半圆形贴片挖去两个连接的U型凹槽以及两个左右对称的正方形凹槽作为辐射贴片(1)，辐射贴片(1)置于RogerRO4003C介质基板上，底端是接地板(2)，其形状是一个半圆形贴片，在水平面上其形状与辐射贴片(1)相互对称。半圆形辐射贴片(1)的弧顶中间连接一段长方形馈线，馈电点位于顶端辐射贴片(1)处。
2.如权利要求1所述的新型互补凹槽半圆形贴片天线，其特征是Roger RO4003C基板介电常数。
3.如权利要求1所述的新型互补凹槽半圆形贴片天线，其特征是半圆形半径为11.5mm。ε＝3.38，介质损耗为0.02，长度L＝23.5mm，宽度W＝23mm，厚度为1mm。
4.如权利要求1所述的新型互补凹槽半圆形贴片天线，其特征是凹槽顶端距离贴片边缘Ps＝2mm；双U型凹槽的宽度为Ws＝0.6mm，L2＝6mm，L3＝7mm，L4＝1.2mm，R＝1mm；正方形凹槽的边长为L1＝3mm。
5.如权利要求1所述的新型互补凹槽半圆形贴片天线，其特征是半圆形接地板(2)半径为11.5mm，半圆形接地板(2)弧顶与辐射贴片(1)的弧顶距离S＝0.45mm。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110176669A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-27 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 双通道超宽频可穿戴天线 |
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2018
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