[實用新型]串并聯微帶陣列天線

無效

• 申請號: 201020101315.2
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN201576746U
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 李九生;趙曉麗;趙春喜
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H01Q13/08
• 分類號: H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及天線，尤其涉及一種串并聯微帶陣列天線。

背景技術

作為有線局域網(Local?Area?Network，LAN)的延伸，WLAN以無線多址信道作為傳輸媒介，提供了傳統LAN的功能，實現了隨時、隨地寬帶網絡接入。并且隨著其應用的不斷發展，其易安裝、易擴展、易管理、易維護、高移動性等特點日益凸現，并逐漸顯示了其空前的發展前景。天線作為通信系統中的的一個重要的無線電設備，其性能的好壞將直接影響無線電設備的性能。

由于微帶陣列天線具有剖面低、重量輕、尺寸小、結構簡單等優點，因而在實際中廣泛應用于衛星通信系統、雷達系統、無線通信系統等。隨著陣列天線的普遍應用，具有高增益水平和寬阻抗頻帶的平面陣列天線的高效性設計與制作逐漸成為一種挑戰。近年來，一種CPW結構的微帶陣列天線以其易實現，成本低等優勢而吸引人們的注意。陣列天線的饋電方式包括并聯、串聯以及串并聯饋電。T.Yuan等人提出的串聯漸變陣列天線的駐波比約為2.8％，峰值增益不到15dBi。

目前市場上無線局域網中的微帶天線一般是將圓形或矩形貼片開槽來提高定向性，但是增益仍比較低，損耗大，功率小。在WLAN應用中，損耗成為獲得較大增益的重要限制因素。因此，迫切需要提出一種高增益、低損耗的陣列天線來滿足WLAN通信系統的要求。

發明內容

本實用新型為了克服現有技術在無線局域網中損耗大，增益低的不足，提供一種串并聯微帶陣列天線。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

串并聯微帶陣列天線包括微帶基板、阻抗變換網絡單元、輻射單元、饋電點、輻射層、第一輻射單元和第二輻射單元；輻射單元包括第一輻射單元和第二輻射單元，第一輻射單元通過阻抗變換網絡單元與第二輻射單元串聯組成第一級陣列，兩個第一級陣列通過阻抗變換網絡單元串聯組成第二級陣列，四個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元并聯組成輻射層，輻射層貼置于微帶基板的一側，阻抗變換網絡單元的中心作為饋電點。

所述的微帶基板的材料為FR-4。所述的饋電方式為串并聯饋電。所述的第一輻射單元和第二輻射單元形狀為兩個不同的多邊形。所述的第二級陣列的兩個第一級陣列中的輻射單元互為倒置。所述的饋電點采用同軸線饋電，特性阻抗為50Ω。

本實用新型采用微帶陣列天線技術，采用串并聯饋電方式，成本低，輻射特性好，結構簡單，便于集成，滿足無線局域網通信的要求。

附圖說明

圖1是串并聯微帶陣列天線的結構示意圖；

圖2是串并聯微帶陣列天線的駐波比曲線；

圖3是串并聯微帶陣列天線E面的輻射方向圖；

圖4是串并聯微帶陣列天線H面的輻射方向圖；

圖5是串并聯微帶陣列天線的增益曲線。

具體實施方式

如圖1所示，串并聯微帶陣列天線包括微帶基板1、阻抗變換網絡單元2、輻射單元3、饋電點4、輻射層5、第一輻射單元6和第二輻射單元7；輻射單元3包括第一輻射單元6和第二輻射單元7，第一輻射單元6通過阻抗變換網絡單元2與第二輻射單元7串聯組成第一級陣列，兩個第一級陣列通過阻抗變換網絡單元2串聯組成第二級陣列，四個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元2并聯組成輻射層5，輻射層5貼置于微帶基板1的一側，阻抗變換網絡單元2的中心作為饋電點4。

所述的微帶基板1的材料為FR-4。所述的饋電方式為串并聯饋電。所述的第一輻射單元6和第二輻射單元7形狀為兩個不同的多邊形。所述的第二級陣列的兩個第一級陣列中的輻射單元3互為倒置。所述的饋電點4采用同軸線饋電，特性阻抗為50Ω。

實施例1

串并聯微帶陣列天線：

選擇介電常數為3.99的FR-4材料制作微帶基板，厚度為1mm。第一輻射單元為多邊形，各個邊長分別為33.5mm，43.2mm，43.1mm，10.2mm，30.5mm，16.4mm。第二輻射單元為多邊形，各個邊長分別為48.2mm，55.6mm，29.7mm，31.8mm，17.5mm。第一級陣列阻抗網絡變換單元采用單節匹配，寬度為0.98mm，第二級陣列的阻抗變換網絡單元為U型，寬度為1.24mm，輻射層的阻抗變換網絡單元采用雙節匹配，寬度為0.54mm和1.18mm。輻射層的厚度為0.07mm。饋電點采用同軸線連接，特性阻抗為50Ω，同軸線直徑為1.5mm。串并聯微帶陣列天線采用16個輻射單元，微帶陣列天線的尺寸為291mm×291mm。采用R3767CH網絡分析儀對串并聯微帶陣列天線的駐波比曲線和增益等輻射特性進行了測量，所得的串并聯微帶陣列天線的駐波比曲線如圖2。由圖2可見，串并聯微帶陣列天線的帶寬為189MHz(駐波比小于1.5)，完全可以覆蓋無線局域網標準2.4GHz段2400～2483MHz的整個頻率范圍。串并聯微帶陣列天線的E面輻射方向圖如圖3，-3dB波束寬度為28.6°。串并聯微帶陣列天線的H面輻射方向圖如圖4，-3dB波束寬度為17.19°。串并聯微帶陣列天線的增益曲線如圖5，峰值增益為17.61dBi。