CN211743415U - 辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，包括介质基板、辐射体、接地板、馈线以及形成于辐射体上的寄生谐振器，寄生谐振器包括两第一短路耦合枝节和位于两第一短路耦合枝节之间的第二短路耦合枝节，第一短路耦合枝节包括第一竖向分枝和接于第一竖向分枝的两端并朝向第二短路耦合枝节延伸的两第一横向分枝，第二短路耦合枝节包括与第一竖向分枝平行的两第二竖向分枝，两第二竖向分枝的中部接有一第二横向分枝。通过在辐射体上加载寄生谐振器来实现多频工作，其短路耦合枝节分别包括多个相互连接的分枝，结构紧凑，体积小；且其无需在原本的微带天线基础上额外增设结构，结构简单，易于制造。

Description

辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线

技术领域

本实用新型涉及通信天线设计技术领域，尤其涉及一种在辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线。

背景技术

天线在通信系统中作为信号发射和信号接收的关键器件，其性能的优劣将直接影响整个通信系统的性能。随着通信技术的迅猛发展，要求天线能够多频段工作以适用于更多通信协议。

现阶段，主要采用倍频设计、加载多个谐振枝节及加载寄生枝节等形式来实现多频天线设计。其中，倍频设计是通过合理利用谐波原理而在单个分枝实现多个频段，但标准结构的天线实现多频都是出现在奇数倍基波，而实际天线设计中很少有多频天线的高频谐振点刚好在基波的奇数倍上，若要调整倍频频点，需要对天线结构进行改变(对辐射体进行弯折等处理)，设计复杂。而加载多个谐振枝节实现多频具体是在天线上额外布置多个独立的谐振器，这将增加天线的结构，导致天线体积较大，无法满足现今天线小型化设计的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小的在辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线。

为了实现上述目的，本实用新型的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线包括介质基板、分别设于所述介质基板的上表面和下表面的辐射体和接地板、与所述辐射体相接的馈线以及形成于所述辐射体上的寄生谐振器，所述寄生谐振器包括两第一短路耦合枝节和位于两所述第一短路耦合枝节之间的第二短路耦合枝节，所述第一短路耦合枝节包括第一竖向分枝和接于所述第一竖向分枝的两端并朝向所述第二短路耦合枝节延伸的两第一横向分枝，所述第二短路耦合枝节包括与所述第一竖向分枝平行的两第二竖向分枝，两所述第二竖向分枝的中部接有一第二横向分枝。

与现有技术相比，本实用新型通过在辐射体上加载由两大致呈“U”形的第一短路耦合枝节和一呈“工”形的第二短路耦合枝节组合而成的寄生谐振器来实现多频工作，其短路耦合枝节分别包括多个相互连接的分枝，结构紧凑，体积小；且其无需在原本的微带天线基础上额外增设结构，结构简单，易于制造。

具体地，所述第一横向分枝、第一竖向分枝、第二横向分枝、第二竖向分枝均呈矩形状，所述第一横向分枝与所述第一竖向分枝垂直，所述第二横向分枝与所述第二竖向分枝垂直。

较佳地，两所述第一横向分枝的末端还分别接有一第三竖向分枝，所述第三竖向分枝呈矩形状且与所述第一横向分枝垂直。

具体地，所述第三竖向分枝的中部与所述第一横向分枝相接。

具体地，所述寄生谐振器呈中心对称设置。

具体地，所述第一竖向分枝的竖向尺寸为24mm，横向尺寸为1.5mm，所述第一横向分枝的横向尺寸为6mm，竖向尺寸为1mm，所述第二竖向分枝的竖向尺寸为16mm，横向尺寸为1.5mm，所述第二横向分枝的横向尺寸为20mm，竖向尺寸为2mm，所述第三竖向分枝的竖向尺寸为3mm，横向尺寸为1.2mm，所述第三竖向分枝与所述第二竖向分枝竖向间距3mm，所述第二竖向分枝与所述第一竖向分枝横向间距4.5mm。

较佳地，所述寄生谐振器是在所述辐射体上开槽形成。

具体地，所述介质基板为FR4板，厚度为1.6mm，介电常数为4.3。

具体地，所述馈线为微带线，阻抗为50欧姆。

具体地，所述辐射体位于所述介质基板的上表面的中上部位置，所述馈线位于所述介质基板的上表面的下部位置并接于所述辐射体的下部边缘的中间位置，所述接地板布满所述介质基板的下表面。

附图说明

图1是本实用新型实施例辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线上表面的结构示意图。

图2是本实用新型实施例辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线下表面的结构示意图。

图3是本实用新型实施例寄生谐振器的结构示意图。

图4是没有加载寄生谐振器时天线反射系数随频率变化曲线图。

图5是本实用新型实施例的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线反射系数随频率变化曲线图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“横”、“竖”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

请参阅图1至图3，本实用新型实施例公开了一种辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，包括介质基板1、辐射体2、接地板3、馈线4以及寄生谐振器5，辐射体2设置在介质基板1的上表面，用以辐射电磁波，接地板3设置在介质基板1的下表面，用以反射电磁波，馈线4与辐射体2相接以对辐射体2馈电，寄生谐振器5形成在辐射体2上。具体的，寄生谐振器5包括两第一短路耦合枝节51和位于两第一短路耦合枝节51之间的第二短路耦合枝节52，第一短路耦合枝节51包括第一竖向分枝511和接于第一竖向分枝511的两端并朝向第二短路耦合枝节52延伸的两第一横向分枝512，第一横向分枝512与第一竖向分枝511垂直，第二短路耦合枝节52包括与第一竖向分枝511平行的两第二竖向分枝521，两第二竖向分枝521的中部接有一第二横向分枝522，第二横向分枝522与第二竖向分枝521垂直，且第一竖向分枝511、第一横向分枝512、第二竖向分枝521、第二横向分枝522均呈矩形状。

在本实施例中，两第一横向分枝512的末端还分别接有一第三竖向分枝513，第三竖向分枝513呈矩形状且与第一横向分枝512垂直，且第三竖向分枝513的中部(即第三竖向分枝513与第一横向分枝512相接的一侧的中心位置)与第一横向分枝512相接。借由第三竖向分枝513的设置，进一步完善了天线的性能。

请参阅图3，具体的，整个寄生谐振器5呈中心对称设置，第一竖向分枝511的竖向尺寸为24mm，横向尺寸为1.5mm，第一横向分枝512的横向尺寸为6mm，竖向尺寸为1mm，第二竖向分枝521的竖向尺寸为16mm，横向尺寸为1.5mm，第二横向分枝522的横向尺寸为20mm，竖向尺寸为2mm，第三竖向分枝513的竖向尺寸为3mm，横向尺寸为1.2mm，第二竖向分枝521与第三竖向分枝513竖向间距3mm，第二竖向分枝521与第一竖向分枝511横向间距4.5mm。介质基板1采用厚度为1.6mm，介电常数为4.3的FR4板，其为竖向尺寸77.765mm，横向尺寸74.52mm的长方形状，接地板3为竖向尺寸77.765mm，横向尺寸74.52mm的长方形金属贴片，即是接地板3布满介质基板1的整个下表面；辐射体2为竖向尺寸30.21mm，横向尺寸37.26mm的长方形金属贴片，其位于介质基板1的上表面的中上部位置；馈线4为微带线，阻抗为50欧姆，其位于介质基板1的上表面的下部位置并接于辐射体2的下部边缘的中间位置。当然，寄生谐振器5的短路耦合枝节51、52的各分枝的尺寸可以根据具体需求作适应性的调整，并不限于本实施例所列举的尺寸，辐射体2和接地板3的形状也不限于长方形，具体实施中也可以通过改变辐射体2的几何形状来实现不同辐射特性的微带天线设计。

进一步地，寄生谐振器5是在辐射体2上开槽(蚀刻)形成，在没有额外增加天线结构的基础上实现了微带天线的多频设计，有利于实现小型化设计，且加工简单，易于制造。

与现有技术相比，本实用新型通过在辐射体2上加载由两大致呈“U”形的第一短路耦合枝节51和一呈“工”形的第二短路耦合枝节52组合而成的寄生谐振器5来实现多频工作，其短路耦合枝节51、52分别包括多个相互连接的分枝，结构紧凑，体积小；且其无需在原本的微带天线基础上额外增设结构，结构简单，易于制造。此外，本实用新型采用了微带天线开槽技术，结合最简单最常用的L形开槽和U形开槽两种开槽方式(“工”形可以看成两个U形开槽，在“工”形开槽的两侧分别添加一U形开槽，而后在U形开槽基础上增设第三竖向分枝513使其呈现出T形和L形)来改变了微带天线的电流路径，从而实现多频设计。

请参阅图4和图5，图4为现有技术没有加载寄生谐振器5时天线反射系数随频率变化曲线图，由图4可以得知，在频率4.0-6.0GHz，仅在5.645-5.735GHz频率范围内天线的回波损耗在-10dB以下，仅能实现单频工作。图5为本实用新型辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线反射系数随频率变化曲线图，由图5可以得知，在4.185-4.375GHz、4.600-4.728GHz、5.075-5.175GHz频率范围内，天线的回波损耗都在-10dB以下，实现了多频工作，可以满足卫星C波段4.500-4.800GHz和C波段卫星下行频率3.7-4.2GHz及无线局域网络WLAN5.15-5.825GHz的工作需求。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，包括介质基板、分别设于所述介质基板的上表面和下表面的辐射体和接地板以及与所述辐射体相接的馈线，其特征在于，还包括形成于所述辐射体上的寄生谐振器，所述寄生谐振器包括两第一短路耦合枝节和位于两所述第一短路耦合枝节之间的第二短路耦合枝节，所述第一短路耦合枝节包括第一竖向分枝和接于所述第一竖向分枝的两端并朝向所述第二短路耦合枝节延伸的两第一横向分枝，所述第二短路耦合枝节包括与所述第一竖向分枝平行的两第二竖向分枝，两所述第二竖向分枝的中部接有一第二横向分枝。

2.根据权利要求1所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述第一横向分枝、第一竖向分枝、第二横向分枝、第二竖向分枝均呈矩形状，所述第一横向分枝与所述第一竖向分枝垂直，所述第二横向分枝与所述第二竖向分枝垂直。

3.根据权利要求2所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，两所述第一横向分枝的末端还分别接有一第三竖向分枝，所述第三竖向分枝呈矩形状且与所述第一横向分枝垂直。

4.根据权利要求3所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述第三竖向分枝的中部与所述第一横向分枝相接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述寄生谐振器呈中心对称设置。

6.根据权利要求4所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述第一竖向分枝的竖向尺寸为24mm，横向尺寸为1.5mm，所述第一横向分枝的横向尺寸为6mm，竖向尺寸为1mm，所述第二竖向分枝的竖向尺寸为16mm，横向尺寸为1.5mm，所述第二横向分枝的横向尺寸为20mm，竖向尺寸为2mm，所述第三竖向分枝的竖向尺寸为3mm，横向尺寸为1.2mm，所述第三竖向分枝与所述第二竖向分枝竖向间距3mm，所述第二竖向分枝与所述第一竖向分枝横向间距4.5mm。

7.根据权利要求1所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述寄生谐振器是在所述辐射体上开槽形成。

8.根据权利要求1所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述介质基板为FR4板，厚度为1.6mm，介电常数为4.3。

9.根据权利要求1所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述馈线为微带线，阻抗为50欧姆。

10.根据权利要求9所述的辐射体加载寄生谐振器的多频微带天线，其特征在于，所述辐射体位于所述介质基板的上表面的中上部位置，所述馈线位于所述介质基板的上表面的下部位置并接于所述辐射体的下部边缘的中间位置，所述接地板布满所述介质基板的下表面。

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