CN209487711U - 一种开槽打孔双频的微带天线 - Google Patents
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Abstract
本技术公开了一种开槽打孔双频的微带天线，包括天线本体，天线本体包括绝缘介质层、辐射贴片单元和接地面单元，绝缘介质层下表面紧贴有接地面单元，绝缘介质层上表面中部紧贴有辐射贴片单元，天线本体上开设有同轴馈电通孔以及多个并列成一排的后排通孔，同轴馈电通孔贯穿辐射贴片单元的中前部，后排通孔贯穿辐射贴片单元的中后部，辐射贴片单元开设有槽口一和槽口二，且槽口一和槽口二位于同轴馈电通孔两侧，接地面单元在同轴馈电通孔四周开设有圆形切孔。本技术采用同轴馈电方式，在辐射贴片单元上开槽口一和槽口二以及后方嵌入一排后排通孔在恰当处激起两个谐振频率，实现了在两个频段工作，同时回波损耗、驻波及方向图能达到一定的效果。
Description
技术领域
本技术涉及天线领域，具体涉及一种开槽打孔双频的微带天线。
背景技术
微带贴片天线是由一块厚度远小于工作波长的介质基层、基层一侧附着的金属辐射片和基层另一面侧全部敷以金属层的接地板组成。介质基层一般采用的是绝缘材料，介质基层上下两部分均已金属作为材料附着。在微带天线设计中，根据不同的环境、工作频率、应用领域、频段要求和结构美观，金属辐射片可以根据不同的要求设计成不同的形状。微带天线具有剖面低、体积小、重量轻和易于制造等优点，现如今，已应用于通信系统中。但一般设计的尺寸设计出来的天线回波损耗、驻波及方向图辐射即使达到一定的效果，但其中使得频段单一，使得微带天线在设计中受到限制。
实用新型内容
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种开槽打孔双频的微带天线，本开槽打孔双频的微带天线，其穿透辐射贴片单元、绝缘介质层及接地面单元，回波损耗、驻波及方向图能达到一定的效果，同时实现了在两个频段工作。
为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：
一种开槽打孔双频的微带天线，包括天线本体，所述天线本体包括绝缘介质层、辐射贴片单元和接地面单元，所述绝缘介质层的下表面紧贴有接地面单元，所述绝缘介质层的上表面中部紧贴有辐射贴片单元，所述天线本体上开设有同轴馈电通孔以及多个并列成一排的后排通孔，所述同轴馈电通孔贯穿辐射贴片单元的中前部，多个并列成一排的后排通孔贯穿辐射贴片单元的中后部，所述辐射贴片单元开设有形状、大小均相等的槽口一和槽口二，且槽口一和槽口二位于同轴馈电通孔两侧，所述接地面单元在同轴馈电通孔四周开设有圆形切孔，所述圆形切孔的半径大于同轴馈电通孔的半径且圆形切孔与同轴馈电通孔同轴心，所述同轴馈电通孔作为同轴馈电点，用于将同轴插座安装在接地面单元上，同轴线内导体穿过绝缘介质层接在辐射贴片单元上进行激励。
作为本技术进一步改进的技术方案，所述槽口一和槽口二均为长方形且对称设置，槽口一和槽口二的长度延伸方向与后排通孔的排列方向垂直。
作为本技术进一步改进的技术方案，，所述后排通孔有9个。
作为本技术进一步改进的技术方案，所述绝缘介质层为长方体，采用FR4环氧树脂板材，相对介电常数为4.4。
作为本技术进一步改进的技术方案，所述辐射贴片单元和接地面单元均采用金属材质。
作为本技术进一步改进的技术方案，所述辐射贴片单元和接地面单元均采用铜材质。
作为本技术进一步改进的技术方案，所述同轴馈电通孔作为同轴馈电点，使用50欧姆同轴线馈电。
作为本技术进一步改进的技术方案，所述绝缘介质层的长度为74.52mm，宽度为56mm，高度为1.6mm；所述接地面单元的长度为74.52mm，宽度为56mm；所述辐射贴片单元的长度为37.26mm，宽度为28mm；所述同轴馈电通孔距离天线本体中心正前方7mm处；所述同轴馈电通孔半经为0.6mm；所述槽口一和槽口二的长度均为24mm，宽度均为3.5mm；所述后排通孔与天线本体中心之间的垂直距离为8.5mm；所述后排通孔的半径为1.2mm；相邻两个后排通孔的之间的距离为4mm。
本技术的有益效果为：本技术的开槽打孔双频的微带天线，采用同轴馈电方式，在辐射贴片单元上开槽口一和槽口二以及后方嵌入一排后排通孔在恰当处激起两个谐振频率，来实现双频效果，使得天线其中之一的频率2.45GHz，可用于无线局域网(WLAN)、蓝牙(Bluetooth)、 ZigBee、无线互联Wi-Fi等频段结构，较为简单、方便制作、性能良好。设计结果：在-10dB 时带宽分别为73.3MHz(2.4133GHz-2.4866GHz)、54.8MHz(3.9412GHz-3.9960GHz)；2.45GHz 时回波损耗为-29.51175dB,3.97GHz回波损耗为-30.10372dB；2.45GHz时，主辐射在＝0 或360°时，增益取得最大，为4.12dB,辐射效果较好；3.97GHz时，H面辐射成蝴蝶形状，辐射范围也较大，E面辐射处增益(peak gain)在0.06dB，H面辐射从方向图看，最大增益在 319°，为0.93dB,辐射效果良好。本技术得到的效果非常合理化，回波损耗、电压驻波比、方向性都有优良的效果。
附图说明
图1是本实施例的结构透视图。
图2是本实施例的正面结构示意图。
图3是本实施例的背面结构示意图。
图4为本实施例的结构尺寸图。
图5是本实施例的回波损耗仿真图。
图6是本实施例的驻波仿真图。
图7是本实施例2.45GHz的仿真E面和H面增益方向图。
图8是本实施例2.45GHz的仿真3D方向图。
图9是本实施例3.97GHz的仿真E面和H面增益方向图。
图10是本实施例3.97GHz的仿真3D方向图。
具体实施方式
下面根据图1至图10对本技术的具体实施方式作出进一步说明：
参见图1、图2和图3，一种开槽打孔双频的微带天线，包括天线本体，所述天线本体包括绝缘介质层1、辐射贴片单元2和接地面单元3，所述绝缘介质层1的下表面紧附有接地面单元3，所述绝缘介质层1的上表面中部紧附有辐射贴片单元2，所述天线本体上开设有同轴馈电通孔4以及多个并列成一排的后排通孔5，所述同轴馈电通孔4贯穿辐射贴片单元2的中前部，多个并列成一排的后排通孔5贯穿辐射贴片单元2的中后部，所述辐射贴片单元2由长方形的辐射贴片单元开设有形状、大小均相等的槽口一6和槽口二7形成，且槽口一6和槽口二7位于同轴馈电通孔4两侧，本实施例的同轴馈电通孔4作为同轴馈电点使用，目的是将同轴插座焊接在接地面单元3上，其同轴线内导体穿过绝缘介质层1并焊接在辐射贴片单元2上进行激励专用，可以获得良好的匹配，方便测试时连接器的连接，为了连接器不与接地面接触，所述同轴馈电通孔4作为同轴馈电点，使用50欧姆同轴线馈电；接地面单元 3在同轴馈电通孔4四周开设有圆形切孔8(如图3)，所述圆形切孔8的半径大于同轴馈电通孔4的半径且圆形切孔8与同轴馈电通孔4同轴心。
本实施例中，所述槽口一6和槽口二7均为长方形且对称设置，槽口一6和槽口二7的长度延伸方向与后排通孔5的排列方向垂直。后排通孔5共有9个，其中槽口一6和槽口二7的外侧各有3个后排通孔5，槽口一6和槽口二7内侧各有1个，槽口一6和槽口二7之间有1个后排通孔5。
本实施例中，所述绝缘介质层1为长方体，采用FR4环氧树脂板材，相对介电常数为4.4。
本实施例中，所述辐射贴片单元2和接地面单元3均采用金属材质，例如铜材质。
本实施例具有开槽的辐射贴片单元2紧贴在绝缘介质层1上侧，接地面单元3紧贴着绝缘介质层1下侧，此仿真模型转换为PCB板进行精密加工制作，再焊接SMA接头方可进行测试。
本实施例的天线采用的馈电方式为同轴馈电方式。从结构看，采用对称双槽(即槽口一 6和槽口二7对称设置)和通孔结构(即后排通孔5)技术应用在矩形微带天线，槽口一6和槽口二7分别在同轴馈电通孔4两侧，后排通孔5位于辐射贴片单元2的中后部，坐标系中心点设在天线本体的中心处，仿真软件采用HFSS软件，通过HFSS软件具体优化后尺寸如表1所示，尺寸图如图4所示。
表1为开槽打孔双频的微带天线的尺寸：
| 参数 | 值(mm) | 参数 | 值(mm) |
| W | 28 | D1 | 8.5 |
| L | 37.26 | D2 | 4 |
| W1 | 56 | D3 | 7 |
| L1 | 74.52 | R1 | 0.6 |
| L2 | 24 | R2 | 1.2 |
| W2 | 3.5 | H | 1.6 |
其中绝缘介质层1的长度L1为74.52mm，宽度W1为56mm，高度H为1.6mm；接地面单元3的长度L1为74.52mm，宽度W1为56mm；辐射贴片单元2的长度L为37.26mm，宽度W 为28mm，厚度为0.035mm；同轴馈电通孔4位于天线本体中心正前方，两者之间的距离D3为 7mm；同轴馈电通孔4半经R1为0.6mm；槽口一6和槽口二7的长度L2均为24mm，宽度W2 均为3.5mm；后排通孔5与天线本体中心之间的垂直距离D1为8.5mm；后排通孔的5半径R2 为1.2mm；相邻两个后排通孔的5之间的距离D2为4mm。圆形切孔8的半径为1.5mm，槽口一6的边缘内侧到天线本体中心距离为2.5mm，槽口二7处的边缘内侧到天线本体中心距离为2.5mm。
本实施例的槽口一6和槽口二7设计实现了双频特性的效果，后排通孔5的设计实现了频率的调节，上述参数是利用HFSS优化分析得到的最优参数。图5是上述参数优化对应的 S11参数。其设计的频率覆盖WLAN的2.45GHz频段。在-10dB时带宽分别为 73.3MHz(2.4133GHz-2.4866GHz)、54.8MHz(3.9412GHz-3.9960GHz)；其中2.45GHz的回波损耗为-29.51175dB,3.97GHz的回波损耗为-30.10372dB。回波损耗绝对值越大说明匹配越好。
方向图是天线的重要指标之一，会直接影响天线发射和接收的功能，在本实施例设计的天线中，查看天线性能参数，除驻波外，主要观察其方向图。
回波损耗和驻波其实是一个指标，两者可以相互转换，本实施例用HFSS查看其驻波，如图6所示，工程上一般要求驻波小于2或2.5，可见图6中驻波在1.06和1.07之间，驻波性能较好。
图7是本实施例天线的2.45GHz仿真二维辐射方向图，分别显示了E面和H面方向图，其中，虚线是E面，实线是H面。图8是本实施例天线的2.45GHz仿真三维辐射方向图。从图中可以看出，辐射范围可达180度左右，主辐射方向在正上方。主辐射在θ＝0°或360°时，增益最大，为4.12dB,辐射效果较好。
图9是本实施例天线的3.97GHz仿真二维辐射方向图，分别显示了E面和H面方向图，其中，虚线是E面，实线是H面。图10是本实施例天线的3.97GHz仿真的三维辐射方向图。从图10看出，辐射分别朝着两个方向，其中，H面辐射成蝴蝶形状，辐射范围也较大，E面辐射处增益(peak gain)在0.06dB，H面辐射从方向图看，最大增益在319°，为0.93dB,辐射效果良好。
本实施例工作原理如下：矩形微带天线，它是在一块远小于工作波长的介质基片(绝缘介质层1)的一面敷以金属辐射片(辐射贴片单元2)、一面全部敷以金属层作为接地板(接地面单元3)而成。开槽打孔双频的微带天线是矩形微带天线基础上开槽(槽口一6和槽口二7)与打孔(同轴馈电通孔4以及多个并列成一排的后排通孔5)结合设计而成，只考虑主模激励的情况下，采用同轴馈电的方式激励，输入阻抗设置为50欧姆，从而获得良好的匹配。在本例中，得到的效果非常合理化，回波损耗、电压驻波比、方向性都有优良的效果，同时采用同轴馈电方式，在辐射贴片单元2上开槽口一6和槽口二7以及后方嵌入一排后排通孔 5在恰当处激起两个谐振频率，来实现双频效果，本实施例设计的天线符合设计，2.45GHz处频率可用于无线局域网(WLAN)、蓝牙(Bluetooth)、ZigBee、无线互联Wi-Fi等频段，其结构较为简单、方便制作、性能良好。其结构较为简单、方便制作、性能良好。
本技术的保护范围包括但不限于以上实施方式，本技术的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本技术的保护范围。
Claims (8)
1.一种开槽打孔双频的微带天线，包括天线本体，其特征在于，所述天线本体包括绝缘介质层(1)、辐射贴片单元(2)和接地面单元(3)，所述绝缘介质层(1)的下表面紧贴有接地面单元(3)，所述绝缘介质层(1)的上表面中部紧贴有辐射贴片单元(2)，所述天线本体上开设有同轴馈电通孔(4)以及多个并列成一排的后排通孔(5)，所述同轴馈电通孔(4)贯穿辐射贴片单元(2)的中前部，多个并列成一排的后排通孔(5)贯穿辐射贴片单元(2)的中后部，所述辐射贴片单元(2)开设有形状、大小均相等的槽口一(6)和槽口二(7)，且槽口一(6)和槽口二(7)位于同轴馈电通孔(4)两侧，所述接地面单元(3)在同轴馈电通孔(4)四周开设有圆形切孔(8)，所述圆形切孔(8)的半径大于同轴馈电通孔(4)的半径且圆形切孔(8)与同轴馈电通孔(4)同轴心，所述同轴馈电通孔(4)作为同轴馈电点，用于将同轴插座安装在接地面单元(3)上，同轴线内导体穿过绝缘介质层(1)接在辐射贴片单元(2)上进行激励。
2.根据权利要求1所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述槽口一(6)和槽口二(7)均为长方形且对称设置，槽口一(6)和槽口二(7)的长度延伸方向与后排通孔(5)的排列方向垂直。
3.根据权利要求1所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述后排通孔(5)有9个。
4.根据权利要求1所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述绝缘介质层(1)为长方体，采用FR4环氧树脂板材，相对介电常数为4.4。
5.根据权利要求1所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述辐射贴片单元(2)和接地面单元(3)均采用金属材质。
6.根据权利要求5所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述辐射贴片单元(2)和接地面单元(3)均采用铜材质。
7.根据权利要求1所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述同轴馈电通孔(4)作为同轴馈电点，使用50欧姆同轴线馈电。
8.根据权利要求1至7任一项所述的开槽打孔双频的微带天线，其特征在于，所述绝缘介质层(1)的长度为74.52mm，宽度为56mm，高度为1.6mm；所述接地面单元(3)的长度为74.52mm，宽度为56mm；所述辐射贴片单元(2)的长度为37.26mm，宽度为28mm；所述同轴馈电通孔(4)距离天线本体中心正前方7mm处；所述同轴馈电通孔(4)半经为0.6mm；所述槽口一(6)和槽口二(7)的长度均为24mm，宽度均为3.5mm；所述后排通孔(5)与天线本体中心之间的垂直距离为8.5mm；所述后排通孔的(5)半径为1.2mm；相邻两个后排通孔的(5)之间的距离为4mm。
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| WO2022170842A1 (zh) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 华为技术有限公司 | 一种天线及电子设备 |
| CN114914666B (zh) * | 2021-02-10 | 2024-03-26 | 华为技术有限公司 | 一种天线及电子设备 |
| WO2024041138A1 (zh) * | 2022-08-24 | 2024-02-29 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线模组、定位系统和电子设备 |
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