[發(fā)明專利]寬帶平面印刷偶極子天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310002471.1
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103036023A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇明;張大印;黎淑蘭;于翠屏;吳永樂;劉元安
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q9/16;H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種寬帶平面印刷偶極子天線，確切地說，涉及一種可用于無線通信的雙面印刷偶極子天線，屬于通信天線的技術(shù)領(lǐng)域，

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，具有低復(fù)雜度、低成本和工作頻帶寬等諸多優(yōu)點(diǎn)的通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。因?yàn)橛∷⑴紭O子天線具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，故其被應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。但是，現(xiàn)有技術(shù)的印刷偶極子天線存在有：帶寬較窄或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜的缺點(diǎn)。例如2010年文獻(xiàn)《寬帶印刷偶極子天線》（中國期刊《科學(xué)技術(shù)與工程》，2010年第32期）中的天線為平面印刷結(jié)構(gòu)，但其工作帶寬只有55%。專利申請《一種帶有寄生單元的寬帶低交叉極化印刷偶極子天線》（申請?zhí)枮?01110244863.X）雖然其能夠?qū)崿F(xiàn)70%的工作帶寬，但是該天線是由3塊介質(zhì)板和一塊反射板組成，呈復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，不便與印刷電路板集成。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種適用于無線通信的寬帶平面印刷偶極子天線，該裝置在實(shí)現(xiàn)天線工作寬帶化的同時，還具有以下特點(diǎn)：造價低、平面結(jié)構(gòu)、易于與其他設(shè)備集成；饋電系統(tǒng)簡單。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種寬帶平面印刷偶極子天線，設(shè)有：兩個大偶極子臂（3a、3b）、兩個小偶極子臂（4a、4b）、指數(shù)型漸變線饋電微帶線（1）、連接小偶極子臂與饋電微帶線的連接線（5）和介質(zhì)板（2）；其特征在于：所述天線采用介質(zhì)板（2）正反兩面的雙層印刷電路結(jié)構(gòu)：將大、小兩對偶極子（3a、3b）、（4a、4b）和指數(shù)型漸變線饋電微帶線（1）印制在該介質(zhì)板（2）的正反兩面，從而實(shí)現(xiàn)寬頻帶特性和穩(wěn)定的方向圖，在駐波比小于2時的帶寬能夠達(dá)到70%，工作頻段內(nèi)方向圖穩(wěn)定。

所述天線的大偶極子的一臂（3a）和小偶極子的一臂（4a）印制在該介質(zhì)板的正面，大偶極子的另一臂（3b）和小偶極子的另一臂（4b）則印制在該介質(zhì)板的反面。

所述兩個大偶極子臂（3a、3b）和兩個小偶極子臂（4a、4b）分別是兩個尺寸不同的矩形貼片，共同構(gòu)成該天線的輻射單元；其中，大偶極子臂（3a、3b）的長寬比為0.8~1.2，小偶極子臂的長寬比為0.8~1.2。

所述指數(shù)型漸變線饋電微帶線（1）是該天線的連接轉(zhuǎn)換單元，其是由印制在介質(zhì)板（2）正面的設(shè)定寬度的金屬線（1a）和印制在介質(zhì)板（2）反面的寬度呈指數(shù)線型漸變的金屬線（1b）共同組成，該饋電微帶線（1）的始端連接無線電天線接口SMA（Sub-Miniature-A），其尾端分別連接小偶極子臂（4a、4b）。

所述連接線（5）是彎折90度的兩段矩形貼片，分別連接小偶極子臂（4a、4b）和指數(shù)型漸變線的饋電微帶線（1）；且其彎折處采用45度。

所述介質(zhì)板（2）是適用于射頻微波頻段并具有相適應(yīng)介電常數(shù)的絕緣材料所制成。

本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)新穎、簡單、實(shí)用的寬帶平面印刷偶極子天線，其電路結(jié)構(gòu)采用雙偶極子形式，通過指數(shù)型漸變線的微帶線饋電，可同時提供較寬的工作頻帶帶寬（達(dá)到70%）和優(yōu)良的輻射效率，且頻帶內(nèi)方向圖穩(wěn)定。同時，包括平面偶極子天線和饋電系統(tǒng)的所有電路全部印制在介質(zhì)板的兩面，不需要額外的金屬地板或者反射板，實(shí)現(xiàn)了偶極子天線整體結(jié)構(gòu)的平面化、寬帶化。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：尺寸小、重量輕，易于集成于各種平面器件中；饋電系統(tǒng)非常簡單，只有單個饋電。因此本發(fā)明與其他偶極子天線相比，其制造成本低廉、平面結(jié)構(gòu)、饋電簡單、工作頻帶寬，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明寬帶平面印刷偶極子天線的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的寬帶平面印刷偶極子天線的正面圖

圖3是本發(fā)明的寬帶平面印刷偶極子天線的反面圖。

圖4是本發(fā)明的寬帶平面印刷偶極子天線的頻率特性實(shí)測圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

參見圖1~圖3，介紹本發(fā)明寬帶平面印刷偶極子天線的結(jié)構(gòu)組成。