CN2731742Y - 宽频微带天线 - Google Patents
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Abstract
一种宽频微带天线，用于无线通信技术领域。本实用新型包括：斜L形探针、辐射贴片、接地平面和SMA连接器，斜L形探针的横向部分向上有一个仰角，通过这种方式和辐射贴片耦合，SMA连接器内导体和斜L形探针相连，外导体和接地平面相连。本实用新型采用斜L形的馈电结构，天线带宽可以达到37％，制作和生产很方便。在天线设计和调试过程中，可以通过改变贴片的长度来主要的调节谐振频率，通过探针结构的改变来调节匹配使之达到宽带的效果，可以调节的参数比较多，调试方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种宽频微带天线，具体是一种探针馈电形式的宽频微带天线。用于无线通信技术领域。
背景技术
在无线通信飞速发展的今天，微带天线由于其重量轻，低轮廓，造价低等优点而成为很多无线系统设计时的首选。而实现多媒体和多用户的宽频带无线通信是无线通信发展的趋势，但是微带天线特有的窄带特性很大程度上限制了它的使用。对于简单的单层微带天线，可以采用厚的低介电常数的基板来增加带宽，但是由于介电常数最小是1，且如果天线介质太厚的话，会增大损耗，影响辐射，从而效果很有限；利用双层(多层)微带天线或者共面的多贴片天线虽然可以增加带宽，但是同时也增加了天线的厚度或者面积以及制造的复杂度。
经文献检索发现，K.M.Luk，C.L.Mak，Y.L.Chow和K.F.Lee在《电子快报》上发表的“宽频微带贴片天线”(Broadband microstrip patch antenna.Electronics Letters，1998，34：1442-1443.)，该天线通过了L形的探针对矩形贴片馈电，单层微带天线实现了35％的带宽。但是如果想进一步提高天线的带宽，降低天线的谐振频率就比较困难。
发明内容
本实用新型针对现有技术的缺陷，提出一种宽频微带天线，使其通过采用“斜L形”的探针馈电，可以实现37％的带宽，并且使得天线的谐振频率有所降低，也就是可以缩小天线的尺寸。并且该天线具有较高的增益。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：辐射贴片、斜L形探针、接地平面和SMA连接器。辐射贴片采用常规的矩形贴片，贴片的谐振长度约等于二分之一的谐振波长。该天线采用介电常数等于1空气或者介电常数接近1的泡沫塑料作为介质。常规的探针馈电结构直接和贴片接触，为获得较大的带宽，常常加厚天线，从而探针的长度一般很长，这样就会引入较大的探针电感，从而使得天线很难实现匹配。因此采用斜L形探针，该探针不与天线直接接触，横向部分向上有一个仰角，通过这种方式和辐射贴片耦合，探针的横向部分和辐射贴片组成的结构呈现容性，而探针的竖直部分呈现感性，感性部分和容性部分形成了一个谐振回路，调节天线的结构，使得其馈电结构的谐振频率接近矩形辐射贴片的谐振频率，从而展宽了天线的带宽。SMA连接器内导体和斜L形探针相连，外导体和接地平面相连。
和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：1)相比于常规结构的单层天线，该天线具有较大的带宽。带宽可以达到37％，在实际应用中，该带宽可以满足目前大多数通信系统的带宽要求。2)天线结构简单。天线的辐射贴片采用的常规的矩形贴片，馈电结构采用的斜L形探针，制作和生产很方便。3)天线性能调节方便。在天线设计和调试过程中，可以通过改变贴片的长度来主要的调节谐振频率，通过探针的结构的改变来调节匹配使之达到宽带的效果，可以调节的参数比较多，调试方便。
附图说明
图1是本实用新型天线的俯视图
图2是本实用新型天线的剖面图
图3是本实用新型天线的三维图
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型包括：斜L形探针1、辐射贴片2、接地平面3和SMA连接器4。斜L形探针1的横向部分向上有一个仰角，通过这种方式和辐射贴片2耦合，SMA连接器4内导体和斜L形探针1相连，外导体和接地平面3相连。
辐射贴片2和接地平面3均采用厚度为0.2mm的铜皮制成。
如图1所示，辐射贴片2采用矩形贴片，贴片的谐振长度约等于二分之一的谐振波长。辐射贴片2的长度为L，宽度为W，长度L的取值为天线谐振波长的1/2，宽度W约为长度的1.2倍。
接地平面3为一个正方形，边长G为辐射贴片2长度的4倍。该接地平面3的大小可以根据实际应用场合变化，只要保证离辐射贴片边的距离大于0.5波长即可。
斜L形探针1的直径为d，和SMA连接器4内导体的半径相同。俯视图中，斜L形探针1在贴片下方被遮蔽的长度为l，该长度可以用来调节天线的匹配。
如图2所示，辐射贴片2距离接地平面的高度为H，该距离由实际应用场合决定。H越大，带宽越大，但是一般限制在0.25谐振波长范围内。
斜L形探针1的垂直部分的长度为h1，倾斜部分的长度为f，其末端离地面的距离是h2。h1的大小约等于H的一半，h2的大小根据实际天线来调节，但始终小于H。h2是调节天线匹配的最有效的参数。
SMA连接器4和斜L形探针1焊接相连。天线的辐射贴片2通过介电常数和空气接近的泡沫塑料支撑。
Claims (7)
1、一种宽频微带天线，包括：斜L形探针(1)、辐射贴片(2)、接地平面(3)和SMA连接器(4)，其特征在于，斜L形探针(1)的横向部分向上有一个仰角，通过这种方式和辐射贴片(2)耦合，SMA连接器(4)内导体和斜L形探针(1)相连，外导体和接地平面(3)相连。
2、根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征是，斜L形探针(1)的垂直部分的长度为h1，倾斜部分的长度为f，其末端离地面的距离是h2，h1的大小为H的一半，h2始终小于辐射贴片(2)距离接地平面(3)的高度H。
3、根据权利要求1或者2所述的宽频微带天线，其特征是，斜L形探针(1)的直径为d，和SMA连接器(4)内导体的半径相同。
4、根据权利要求1或者2所述的宽频微带天线，其特征是，辐射贴片(2)采用的矩形贴片，贴片的谐振长度约等于二分之一的谐振波长，辐射贴片(2)的长度为L，宽度为W，长度的取值为天线谐振波长的1/2，宽度约为长度的1.2倍。
5、根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征是，辐射贴片(2)距离接地平面(3)的高度为H，限制在0.25谐振波长范围内。
6、根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征是，接地平面(3)为一个正方形，边长G为辐射贴片(2)长度的4倍，接地平面离辐射贴片(2)边的距离大于0.5波长。
7、根据权利要求1所述的宽频微带天线，其特征是，SMA连接器(4)和斜L形探针(1)焊接相连，辐射贴片(2)通过介电常数和空气接近的泡沫塑料支撑。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104183917A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-03 | 南京濠暻通讯科技有限公司 | 探针边馈的微带天线 |
| CN110739532A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种超宽频高精度卫星导航天线 |
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2004
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| CN110739532A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 上海华测导航技术股份有限公司 | 一种超宽频高精度卫星导航天线 |
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