[發(fā)明專利]一種雙頻特性折疊縫隙天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010554043.6
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102074794A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂文俊;程勇;朱洪波;徐東偉;陳云
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q5/00;H01Q13/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種雙頻特性折疊縫隙天線及其制作方法，屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，寬帶與超寬帶天線已經(jīng)成為現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。一般意義上認為，具有超過25%相對帶寬的天線屬于超寬帶天線，在其頻帶內(nèi)，天線應(yīng)具有良好的阻抗匹配特性、穩(wěn)定的輻射方向性和相對平坦的增益特性和基本穩(wěn)定的極化特性。對于小型設(shè)備（如手持機、便攜式計算機等）而言，還要求天線具有體積小、成本低廉、便于加工與安裝等特點。另一方面，考慮到新制式無線通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，往往要求天線能覆蓋盡可能多的頻帶，因此開發(fā)具有多個工作頻帶、且每個工作頻帶均為寬帶特性的小型天線，成為一項極有挑戰(zhàn)性的工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是克服常規(guī)縫隙天線體積較大的問題，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、工作頻帶寬、便于制作實現(xiàn)和集成的折疊縫隙天線。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種雙頻特性折疊縫隙天線，包括介質(zhì)基板、頂層縫隙、底層縫隙、頂層調(diào)諧枝節(jié)和底層調(diào)諧枝節(jié)、頂層饋線和底層饋線；在介質(zhì)基板的表面還設(shè)置有N個穿透介質(zhì)基板兩側(cè)的金屬化過孔，N為自然數(shù)；

其中頂層縫隙和底層縫隙、頂層調(diào)諧枝節(jié)和底層調(diào)諧枝節(jié)、頂層饋線和底層饋線分別對稱設(shè)置在介質(zhì)基板的兩側(cè)；

頂層饋線與頂層調(diào)諧枝節(jié)相連接、底層饋線與底層調(diào)諧枝節(jié)相連接，構(gòu)成天線的饋電調(diào)諧結(jié)構(gòu)；

頂層縫隙和底層縫隙之間、頂層調(diào)諧枝節(jié)和底層調(diào)諧枝節(jié)之間、頂層饋線和底層饋線之間分別通過金屬化過孔連接。

進一步的，本發(fā)明的雙頻特性折疊縫隙天線，頂層縫隙和底層縫隙、頂層調(diào)諧枝節(jié)和底層調(diào)諧枝節(jié)、頂層饋線和底層饋線的形狀分別相同。

進一步的，本發(fā)明的雙頻特性折疊縫隙天線，縫隙、調(diào)諧枝節(jié)的形狀為矩形、圓形、橢圓形或其它多邊形的組合形狀。

進一步的，本發(fā)明的雙頻特性折疊縫隙天線，金屬化過孔的數(shù)量不小于3個。

進一步的，本發(fā)明的雙頻特性折疊縫隙天線，金屬化過孔的半徑范圍為0.25-0.80毫米。

進一步的，本發(fā)明的雙頻特性折疊縫隙天線，介質(zhì)基板的介電常數(shù)范圍為2-20。

雙頻特性折疊縫隙天線的制作方法：

利用印刷電路板工藝，在介質(zhì)基板的頂層和底層設(shè)計縫隙、調(diào)諧枝節(jié)和饋線，采用金屬化過孔，連接介質(zhì)基板頂層和底層的縫隙、調(diào)諧枝節(jié)和饋線，構(gòu)成完整的折疊縫隙天線。通過上述手段，獲得雙頻工作特性，同時有效縮減天線的體積。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案具有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明通過引入完全對稱的天線、饋線、構(gòu)成折疊縫隙結(jié)構(gòu)，可獲得兩個相對帶寬超過40%的工作頻帶，并能把常規(guī)縫隙天線的體積縮小一倍。天線體積有效縮減為常規(guī)縫隙天線的一半，結(jié)構(gòu)簡單，無需附加饋電部件；制作工藝簡單且成本低廉。該天線的設(shè)計思想可以有效縮小印刷縫隙天線的體積，實現(xiàn)這類天線的寬帶化和小型化設(shè)計。

為了在保證縫隙天線寬帶特性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)天線體積的有效縮減，本發(fā)明引入了折疊結(jié)構(gòu)，通過同時折疊天線的縫隙（輻射單元）、饋線和調(diào)諧枝節(jié)，實現(xiàn)天線體積的縮減，同時獲得兩個頻段的寬帶工作特性。

附圖說明：

圖1是天線的結(jié)構(gòu)平面示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是利用8720ET矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測得的天線回波損耗頻率特性圖。

圖4?是利用IE3D軟件計算的天線方向圖（zx平面和xy平面）。

圖中標號：1-介質(zhì)基板，2-頂層縫隙，3-底層縫隙，4-頂層調(diào)諧枝節(jié)，5-底層調(diào)諧枝節(jié)，6-金屬化過孔，7-頂層饋線，8-底層饋線。

具體實施方案:

下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述：

對照附圖1、圖2，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是：天線制作在介質(zhì)基板1上，頂層縫隙2和底層縫隙3，頂層調(diào)諧枝節(jié)4和底層調(diào)諧枝節(jié)5，頂層饋線7和底層饋線8的結(jié)構(gòu)、尺寸完全相同；頂層饋線7和底層饋線8分別與頂層調(diào)諧枝節(jié)4和底層調(diào)諧枝節(jié)5直接相連，構(gòu)成天線的激發(fā)調(diào)諧結(jié)構(gòu)；頂層縫隙2和底層縫隙3、頂層調(diào)諧枝節(jié)4和底層調(diào)諧枝節(jié)5、頂層饋線7與底層饋線8分別通過金屬化過孔6（數(shù)量不小于3個，半徑根據(jù)介質(zhì)基板的介電常數(shù)與工作頻段的不同，范圍為0.25-0.8毫米）連接起來。

本發(fā)明的雙頻特性折疊縫隙天線，其調(diào)諧枝節(jié)形狀不僅限于矩形，也可以是圓形、橢圓形或其它多邊形的組合形狀，其縫隙結(jié)構(gòu)也可以是任意形狀。