[實用新型]一種應用于體域網的超寬帶低頻段變形PIFA

有效

• 申請號: 201420264833.4
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN203942027U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 劉雄英;劉輝;鄧春萍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/36
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型涉及體域網通信領域，特別涉及一種應用于體域網的超寬帶低頻段變形PIFA。?

背景技術

目前，已提出的用于無線體域網的超寬帶天線，體積偏大，易受人體有耗介質的影響。由于平面倒F天線(Planar?Inverted-F?Antenna，PIFA)對人體的輻射減少，進而比吸收率低，所以有人設計了用于人體通信的平面倒F天線。但是，這些平面倒F天線結構復雜，其制作難度大。?

一般而言，平面倒F天線可以歸類為單極子天線，圖1、圖2、圖3分別給出了三種單極子天線向平面倒F天線的演變：第一種是將線單極子彎折后并在左側添加倒L形導電線接地實現平面倒F結構，最后可以將彎折導電線拓展為平面以增加天線頻段；第二種為微帶天線，將其彎折后在饋線同側添加導電線接地實現平面倒F結構；第三種為頂板加載單極子線天線，在頂板一側添加導電平面接地實現平面倒F結構。設計過程中，天線左端添加短路片相當于在天線形成的并聯諧振電路中引進電感，抵消右側由于單極子天線彎折引進的電容。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種應用于體域網的超寬帶低頻段變形PIFA，其尺寸較小。?

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：?

一種應用于體域網的超寬帶低頻段變形PIFA，包括天線輻射單元、地板、饋電片和SMA(Sub-Miniature-A)天線接頭，其中天線輻射單元包含輻射片和短路片，輻射片與地板的一端通過短路片連接，饋電片頂部與輻射片相連接，饋電片底部與SMA天線接頭內導體連接，地板的另一端形成彎折段。?

所述的輻射片的形狀為直角梯形，上底的長度L_t1為7mm，下底的長度L_t2為3mm，腰的長度L為13mm。?

所述的短路片的高度h為5.5mm～6mm，寬度w_s為5mm；饋電片的寬度w_f為7mm；饋電片底部與地板之間的距離h_f為1mm；短路片與饋電片之間的距離d為5mm；地板的長度L_g為60mm，寬度W_g為22mm，地板彎折段的高度h_g為7mm，長度L_c為17mm。短路片的高度h為5.5mm時，以S₁₁≤-10dB為標準，天線覆蓋1.5GHz頻段(3.5～5GHz)；而h為6mm時，天線覆蓋帶寬為3.1～4.9GHz，共1.7GHz頻段；雖然繼續增加h，天線帶寬稍微增加，但h設置為6mm即可覆蓋所需頻帶。短路片與饋電片之間的距離d影響天線反射系數的深度。優化后選擇d為5mm則天線能夠覆蓋所需要的3.1～4.9GHz頻帶。?

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：?

1、本實用新型采用了斜邊頂板技術，實現阻抗匹配，進而拓寬頻段，再采用彎折地板方式使得天線很好的覆蓋了3.1～4.9GHz的超寬帶低頻段。?

2、本實用新型采用斜邊頂板技術和折疊地板后，平面倒F天線在自由空間覆蓋3.1～4.6GHz而在人體上覆蓋3.4～4.6GHz(反射系數S₁₁≤-10dB)。由于人體的影響，天線在人體上的性能比自由空間性能稍微差些，但仍可接受，使得該平面倒F天線適合用于體域網系統。?

3、本實用新型考慮到基板材料的損耗問題，介電常數ε_r＝1和電損耗角tanδ≈0的空氣被用作頂板輻射貼片和地板間的介質，而且空氣間隙也可以用來安裝其他電子設備；天線饋電片與地板共面且二者之間存在一定的饋電端口，因此制作時SMA接頭內導體直接與饋電片相焊接，外導體則與地板焊接相連著，就避免了在地板鉆孔的問題。?

附圖說明

圖1為第一種單極子天線演變示意圖；?

圖2為第二種單極子天線演變示意圖；?

圖3為第三種單極子天線演變示意圖；?

圖4為本實用新型所述的應用于體域網的超寬帶低頻段變形PIFA的結構示意圖；?

圖5為圖4所述變形PIFA的虛線圈住部分的局部放大圖；?

圖6為圖4所述變形PIFA的尺寸參數示意圖。?

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。?