[發(fā)明專利]一種基于共面波導(dǎo)饋電的寬帶天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610173758.4
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105680172A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金杰;張強;李茜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉玥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種寬帶天線，更具體的說，是涉及一種新型的基于共面波導(dǎo)饋 電的寬帶天線。

背景技術(shù)

近幾年，新型的寬帶天線，發(fā)展迅速，其重要的特性是寬頻帶、大范圍覆蓋。 該種天線主要用來彌補窄帶天線帶寬較窄的問題而得以提出和發(fā)展的，在無線通 信系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)與其他通信設(shè)備的集成、使天線可同時工作于多種情形，因 此天線的小型化和寬頻帶成為了研究的熱點。天線的抗干擾特性決定了天線必須 具備寬頻帶、體積小等特點，以降低干擾，提高通訊質(zhì)量。

應(yīng)用于無線通信的寬帶天線設(shè)計應(yīng)根據(jù)實際需要滿足相應(yīng)的要求。在寬帶通 信系統(tǒng)中，天線的小型化、低成本、制作難度小、易于集成等特點也成為評價天 線實用性和性價比的重要指標(biāo)。

共面波導(dǎo)饋電的饋電方式使得天線的輻射貼片和接地板在同一平面內(nèi)，這樣 可以有效降低天線的尺寸。共面波導(dǎo)饋電的寬帶天線，其具有比微帶天線更寬的 帶寬、較為穩(wěn)定的方向性等優(yōu)點。而且，共面波導(dǎo)饋電的天線加工和調(diào)試方便、 易于集成，使得其成為寬帶天線研究與應(yīng)用中不錯的選擇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型的共面波導(dǎo)饋電 的寬帶天線，其工作頻帶覆蓋3.55-6.75GHz。在有效帶寬內(nèi)，天線均達到良好 的阻抗匹配。該天線結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小巧、易于制作，適用于無線通信系統(tǒng)，有 廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于共面波導(dǎo)饋電的寬帶天線，包括矩形結(jié)構(gòu)的介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基 板的厚度為0.5mm，所述介質(zhì)基板的一側(cè)分別設(shè)置有輻射貼片、饋電網(wǎng)絡(luò)和接地 板，所述輻射貼片包括一體形成的上部分和下部分，上部分由設(shè)置有切角的矩形 構(gòu)成，下部分為“凸”字型結(jié)構(gòu)；所述輻射貼片的下端與饋電網(wǎng)絡(luò)相連接，所述接 地板設(shè)置在輻射貼片和饋電網(wǎng)絡(luò)的四周，所述接地板的中部設(shè)有矩形缺陷，接地 板的下部設(shè)有用于饋電網(wǎng)絡(luò)通過的矩形開口。

所述接地板與饋電網(wǎng)絡(luò)之間的距離為0.8mm。

所述矩形開口的高度為6mm。所述饋電網(wǎng)絡(luò)的長度為7mm。

所述介質(zhì)基板為環(huán)氧樹脂板。所述介質(zhì)基板的相對介電常數(shù)為4.4，其介電 損耗正切值為0.02。

所述介質(zhì)基板的規(guī)格尺寸為28mm×26mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：

1.本發(fā)明天線中介質(zhì)基板的一側(cè)分別設(shè)置有輻射貼片、饋電網(wǎng)絡(luò)和接地板， 輻射貼片包括一體形成的上部分和下部分，上部分由設(shè)置有切角的矩形構(gòu)成，下 部分為“凸”字型結(jié)構(gòu)，接地板設(shè)置在輻射貼片和饋電網(wǎng)絡(luò)的四周，接地板的中部 設(shè)有矩形缺陷，接地板的下部設(shè)有用于饋電網(wǎng)絡(luò)通過的矩形開口，以上設(shè)置使 得該天線帶寬為3.55-6.75GHz，天線在有效帶寬內(nèi)的反射系數(shù)小于-10dB，且電 壓駐波比小于2；可覆蓋部分WiMAX頻段、C波段、大容量微波通信頻段及 WLAN頻段等多個頻段，能應(yīng)用于多種情形，實用性強。

2.本發(fā)明天線中對輻射貼片上部分的矩形結(jié)構(gòu)進行了切角處理，改善了天 線的阻抗匹配情況，使天線能夠應(yīng)用于多種場合，增加了實用性。

3.本發(fā)明天線中各個部件及結(jié)構(gòu)的尺寸均是通過仿真實驗后精確設(shè)計得到， 改變?nèi)魏纹渲幸粋€尺寸大小均會對本發(fā)明天線的性能產(chǎn)生影響，其中接地板距離 饋電網(wǎng)絡(luò)的距離為0.8mm，矩形開口的高度為6mm時，天線性能最為優(yōu)異，整 體設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單。

4.本發(fā)明天線具有良好的輻射性能和阻抗匹配，滿足了寬帶天線的設(shè)計要 求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明具體實施例的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。

圖4本發(fā)明中輻射單元有、無切角處理的天線的反射系數(shù)仿真結(jié)果。

圖5是僅接地板中矩形開口的高度(H)不同時的天線的反射系數(shù)仿真結(jié)果。

圖6是僅接地板與饋電網(wǎng)絡(luò)之間的距離(S)不同時的天線的反射系數(shù)仿真 結(jié)果。

圖7(a)、圖7(b)和圖7(c)為本發(fā)明天線分別在4.5GHz、5.5GHz和 6.5GHz三個頻率處的輻射方向圖。

附圖標(biāo)記：1-介質(zhì)基板2-輻射貼片3-饋電網(wǎng)絡(luò)4-接地板5-矩形缺陷6-矩 形開口

具體實施方式