CN215418572U - 一种宽频微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽频微带天线，以解决现有技术中微带天线带宽不足的问题，该宽频微带天线包括基板、辐射单元和寄生单元，其中，辐射单元位于基板上，寄生单元位于辐射单元上；寄生单元包括主体及与主体相连的两条延伸臂，辐射单元具有环形缝隙，在环形缝隙的内部设置有短路柱，寄生单元主体的中间位置设置有圆形缝隙，圆形缝隙与短路柱相对应。本实用新型通过对天线进行优化改进，以拓宽天线的带宽，满足更大的带宽需求，优化天线的整体性能，从而实现了对天线可适用场景的拓展，增强了天线稳定性和通信的可靠性，使得具有该宽频微带天线的设备也具有更加良好的通信性能。

Description

一种宽频微带天线

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种宽频微带天线。

背景技术

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。

微带天线的结构一般由介质基板、辐射体及接地板构成。介质基板的厚度远小于波长，基板底部的金属薄层与接地板相接，正面则通过光刻工艺制作具有特定形状的金属薄层作为辐射体。辐射片的形状根据要求可进行多种变化。

微波集成技术和新型制造工艺的兴起推动了微带天线的发展。相比于传统天线，微带天线不仅体积小，重量轻，低剖面，易共形，而且易集成，成本低，适合批量生产，此外还兼备电性能多样化等优势。

随着微带天线技术的日益成熟，其应用领域也逐步得以拓宽，现阶段的微带天线的带宽已经越来越难满足人们的需求。

因此，设计一种宽频带高性能的微带天线是现阶段亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种宽频微带天线，通过对天线进行优化改进，以拓宽天线的带宽，满足更大的带宽需求，优化天线的整体性能，从而实现了对天线可适用的应用场景的拓展，增强了天线稳定性和通信的可靠性，使得具有该宽频微带天线的设备具备更加良好的通信性能。

本实用新型提供一种宽频微带天线，其特征在于，所述宽频微带天线包括：基板；辐射单元，位于所述基板上；寄生单元，位于所述辐射单元上；其中，所述寄生单元包括主体及与所述主体相连的两条延伸臂，所述辐射单元具有环形缝隙，在所述环形缝隙的内部设置有短路柱。

优选地，所述主体包括椭圆形、圆角矩形、多边形中的至少一种。

优选地，所述延伸臂位于所述主体的侧边，每条所述延伸臂的一端与所述主体相连，每条所述延伸臂的另一端靠近所述主体的侧边且横向延伸。

优选地，在所述主体的中间位置设置有圆形缝隙，所述圆形缝隙与所述短路柱相对应。

优选地，所述圆形缝隙的直径小于所述环形缝隙的外径。

优选地，两条所述延伸臂中心对称设置在所述主体的两侧。

优选地，所述辐射单元的尺寸不小于所述寄生单元的尺寸。

优选地，所述宽频微带天线还包括激励端，所述激励端包括与所述辐射单元相连的馈线和位于所述基板底面的接地板。

优选地，所述馈线与所述辐射单元的连接点靠近其中一条所述延伸臂。

优选地，所述辐射单元为两个对角为圆角、另两个对角为直角的闭合环。

本实用新型的实施例具有以下优点或有益效果：本实用新型提供了一种宽频微带天线，该宽频微带天线对辐射单元采用了环形缝隙和短路柱的设计，并选用了具有圆形缝隙双延伸臂的哨子形寄生单元，使得其与现有的微带天线相比，本实用新型实施例的宽频微带天线的阻抗带宽为现有技术的三倍之多，工作在2至4GHz的电磁波频段时，其电压驻波比小于2.5的相对阻抗带宽提升至了17％，本实用新型的宽频微带天线通过对天线各部分组成的优化，改善了天线的带宽，从而实现了成本低、性能好、剖面低、稳定性强等特点。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本实用新型实施例中宽频微带天线的立体透视结构示意图；

图2为本实用新型实施例中宽频微带天线的电压驻波比示意图；

图3为本实用新型实施例中宽频微带天线的增益曲线示意图；

图4a为本实用新型实施例中宽频微带天线的水平面方向图；

图4b为本实用新型实施例中宽频微带天线的垂直面方向图。

具体实施方式

以下将更详细地描述本实用新型的各种实施例，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。

下面结合实例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1示出了本实用新型宽频微带天线实施例的示意图，如图1所示，该宽频微带天线100包括基板110、辐射单元120、寄生单元130和短路柱140，其中，基板110的形状例如为矩形，基板110的材质例如为罗杰斯板，其介电常数例如为2.2；辐射单元120位于基板110上，辐射单元120为两个对角为圆角的矩形，辐射单元120的中间位置具有环形缝隙121，环形缝隙121的中央位置设置有短路柱140。寄生单元130位于辐射单元120上，寄生单元130为偏平片状，具体地，寄生单元130包括主体131和两个延伸臂132，主体131为圆角矩形，在其它实施例中，主体131也可为椭圆形等其它形状，在主体131的右上角和左下角的侧面分别与一延伸臂132相连，延伸臂132为直线形，延伸臂132的一端与主体131相连，延伸臂132的另一端靠近主体131的侧边且横向延伸。主体131一侧的延伸臂132从主体131的右上角横向向左延伸，且末端不超出主体131的横向尺寸，主体131另一侧的延伸臂132也类似，使寄生单元130呈中心对称。主体131的中间还设置有一圆形缝隙133，该圆形缝隙133与辐射单元120的环形缝隙121相对应，该圆形缝隙133的直径不大于环形缝隙121的外径，寄生单元130与辐射单元120贴合后，短路柱140位于圆形缝隙133中。进一步地，寄生单元130在基板110上的投影完全位于辐射单元120的最外围轮廓之内，即寄生单元130的尺寸不大于辐射单元120的尺寸。该宽频微带天线100还包括激励端，激励端包括与辐射单元120相连的馈线150和位于基板110底面的接地板160。该宽频微带天线100工作在频率范围为2至4GHz的电磁波频段，其电压驻波比小于2.5的相对阻抗带宽从4.6％提升至了17％，具有更宽的带宽，跟现有的微带天线相比，本实用新型的宽频微带天线100的阻抗带宽可达现有天线的3倍之多。

图2为本实用新型宽频微带天线实施例的电压驻波比示意图，其中的方案一为仅采用短路柱及环形缝隙的设计，方案二为在方案一的基础上，采用哨子形寄生单元与圆形缝隙的设计(如图1所示的方案)；从该电压驻波比示意图中可以看出，方案二在电压驻波比小于2.5的工作频带为2.41GHz-2.83GHz，采用本实用新型方案设计的天线具有较宽的阻抗工作带宽，相对带宽达到了17％。

图3为本实用新型宽频微带天线实施例的增益曲线示意图；该增益曲线为水平方向的增益曲线示意图，图中可以看出本实用新型的宽频微带天线其工作频率在2-2.7GHz的阶段，其增益较为平稳，稳定性较好。

图4a和图4b分别示出了本实用新型宽频微带天线实施例的水平面和垂直面的方向图。图4a和图4b中宽频微带天线均工作在频率为2.6GHz，从图4a中可以看出，其水平面方向图中主瓣幅度为7.81dB，从图4b中可以看出，其垂直面方向图中的主瓣幅度为7.76dB。

综上所述，本实用新型的实施例具有以下优点或有益效果：本实用新型提供了一种宽频微带天线，该宽频微带天线对辐射单元采用了环形缝隙和短路柱的设计，并选用了具有圆形缝隙双延伸臂的哨子形寄生单元，使得其与现有的微带天线相比，本实用新型实施例的宽频微带天线的阻抗带宽为现有技术的三倍之多，工作在2至4GHz的电磁波频段时，其电压驻波比小于2.5的相对阻抗带宽提升至了17％，本实用新型的宽频微带天线通过对天线各部分组成的优化，改善了天线的带宽，从而实现了成本低、性能好和剖面低等特点。

应当说明的是，在本文中，诸如一和二、一侧、另一侧等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体或一个方向与另一方向区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

依照本实用新型的实施例如上文所述，图示中为突出本实用新型技术方案的细节，各部件比例并非按照真实比例绘制，其附图中所示的比例及尺寸并不应限制本实用新型的实质技术方案，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。

Claims (10)

1.一种宽频微带天线，其特征在于，所述宽频微带天线包括：

基板；

辐射单元，位于所述基板上；

寄生单元，位于所述辐射单元上；

其中，所述寄生单元包括主体及与所述主体相连的两条延伸臂，所述辐射单元具有环形缝隙，在所述环形缝隙的内部设置有短路柱。

2.根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征在于，所述主体包括椭圆形、圆角矩形、多边形中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的宽频微带天线，其特征在于，所述延伸臂位于所述主体的侧边，每条所述延伸臂的一端与所述主体相连，每条所述延伸臂的另一端靠近所述主体的侧边且横向延伸。

4.根据权利要求3所述的宽频微带天线，其特征在于，在所述主体的中间位置设置有圆形缝隙，所述圆形缝隙与所述短路柱相对应。

5.根据权利要求4所述的宽频微带天线，其特征在于，所述圆形缝隙的直径小于所述环形缝隙的外径。

6.根据权利要求3所述的宽频微带天线，其特征在于，两条所述延伸臂中心对称设置在所述主体的两侧。

7.根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征在于，所述辐射单元的尺寸不小于所述寄生单元的尺寸。

8.根据权利要求2所述的宽频微带天线，其特征在于，所述宽频微带天线还包括激励端，所述激励端包括与所述辐射单元相连的馈线和位于所述基板底面的接地板。

9.根据权利要求8所述的宽频微带天线，其特征在于，所述馈线与所述辐射单元的连接点靠近其中一条所述延伸臂。

10.根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征在于，所述辐射单元为两个对角为圆角、另两个对角为直角的闭合环。

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