[實用新型]方形開槽式微帶天線

有效

• 申請號: 201220255757.1
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN202662812U
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 張茂成;李九生;宋美靜
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: H01Q13/08
• 分類號: H01Q13/08;H01Q1/38
• 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，尤其涉及一種方形開槽式微帶天線。

技術背景

天線作為通信系統中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。微帶天線具有體積小,?重量輕,?低剖面,?能與載體共型,?制造簡單,?成本低,?易集成,?容易實現雙頻、多頻段工作等諸多優點,?因此近十幾年微帶天線得到了廣泛的研究和發展。適用于寬帶WLAN的雙頻、多頻帶微帶天線也正在得到研究和開發。但是微帶天線的單元增益較低，因此常采用由微帶貼片單元組成的微帶陣列天線來獲得更大的增益或實現特定的方向性。

市場上已有的一些微帶天線雖然能工作，但是，定向性能差，損耗大，因此迫切需要研究出一種高增益、低損耗、寬頻工作的陣列天線來滿足WLAN通信系統的要求。通過正確地選擇散射介質的尺寸、材料和形狀，它可以阻止電磁波在某個方向或者所有方向上的傳播，已經被廣泛地應用在濾波器、功分器等微波電路的設計中。

發明內容

本實用新型為了克服現有技術在無線局域網中頻帶窄、損耗大的不足，提供一種方形開槽式微帶天線。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

方形開槽式微帶天線包括微帶基板、方環形輻射貼片、矩形條輻射貼片、阻抗匹配輸入微帶線和矩形金屬接地板；微帶基板上表面設有方環形輻射貼片、矩形條輻射貼片和阻抗匹配輸入微帶線，方環形輻射貼片的方環內設有矩形條輻射貼片，矩形條輻射貼片上端與方環形輻射貼片的方環上端相連，方環形輻射貼片的底端與阻抗匹配輸入微帶線一端相連，阻抗匹配輸入微帶線的另一端與微帶基板的底端相連；圓形小孔貫穿整個微帶基板和方環形輻射貼片；微帶基板下表面設有矩形金屬接地板，矩形金屬接地板的底端與微帶基板的底端相連。

所述的微帶基板為FR4材料。所述的微帶基板的長為34mm～36mm，寬為34mm～36mm。所述的方環形輻射貼片的外邊長為19mm～21mm，內邊長為17mm～19mm。所述的矩形條輻射貼片的長為1mm～2mm，寬為6mm～8mm。所述的阻抗匹配輸入微帶線與方環形輻射貼片采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50Ω。所述的阻抗匹配輸入微帶線的寬度為2mm～3mm。所述的圓形小孔的直徑為0.5mm～1mm，圓心距微帶基板頂端的距離為14mm～15mm。所述的矩形金屬接地板的長為34mm～36mm，寬為9mm～11mm。

本實用新型工作頻帶內具有穩定的輻射特性、損耗低、成本低，結構簡單、易于制作。

附圖說明

圖1是方形開槽式微帶天線正面的結構圖；

圖2是方形開槽式微帶天線背面的結構圖；

圖3是方形開槽式微帶天線插入損耗曲線圖；

圖4是方形開槽式微帶天線在3.5GHz時的輻射方向圖。

具體實施方式

方形開槽式微帶天線包括微帶基板1、方環形輻射貼片2、矩形條輻射貼片3、阻抗匹配輸入微帶線4和矩形金屬接地板6；微帶基板1上表面設有方環形輻射貼片2、矩形條輻射貼片3和阻抗匹配輸入微帶線4，方環形輻射貼片2的方環內設有矩形條輻射貼片3，矩形條輻射貼片3上端與方環形輻射貼片2的方環上端相連，方環形輻射貼片2的底端與阻抗匹配輸入微帶線4一端相連，阻抗匹配輸入微帶線4的另一端與微帶基板1的底端相連；圓形小孔5貫穿整個微帶基板1和方環形輻射貼片2；微帶基板1下表面設有矩形金屬接地板6，矩形金屬接地板6的底端與微帶基板1的底端相連。

所述的微帶基板1為FR4材料。所述的微帶基板1的長為34mm～36mm，寬為34mm～36mm。所述的方環形輻射貼片2的外邊長為19mm～21mm，內邊長為17mm～19mm。所述的矩形條輻射貼片3的長為1mm～2mm，寬為6mm～8mm。所述的阻抗匹配輸入微帶線4與方環形輻射貼片2采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50Ω。所述的阻抗匹配輸入微帶線4的寬度為2mm～3mm。所述的圓形小孔5的直徑為0.5mm～1mm，圓心距微帶基板1頂端的距離為14mm～15mm。所述的矩形金屬接地板6的長為34mm～36mm，寬為9mm～11mm。

實施例1

方形開槽式微帶天線：

選擇介電常數為4.4的FR4材料制作微帶基板，厚度為1.6?mm。微帶基板的長為35mm，寬為35mm。方環形輻射貼片的外邊長為20mm，內邊長為18mm。矩形條輻射貼片的長為1mm，寬為7mm。阻抗匹配輸入微帶線與方環形輻射貼片采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50Ω。阻抗匹配輸入微帶線的寬度為3mm。圓形小孔的直徑為0.5mm，圓心距微帶基板頂端的距離為14.25mm。矩形金屬接地板的長為35mm，寬為10mm。運用軟件對方形開槽式微帶天線的插入損耗曲線和增益等輻射特性進行了仿真測量所得的方形開槽式微帶天線的插入損耗曲線如圖3。由圖3可見，在2.8~4GHz范圍內插入損耗小于-10dB，完全可以覆蓋無線局域網標準2.4GHz段2.40~2.483GHz的整個頻率范圍。圖4所示為方形開槽式微帶天線分別在2.4GHz時的輻射方向圖和輻射方向圖，在頻率為2.4GHz時的增益為2.8dBi，半功率波瓣寬度為83.1°。