[發(fā)明專利]共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710082142.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106785379A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉娜;徐世周;詹華偉;楊新偉;胥磊;孫言坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司41107
• 代理人: 于兆惠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，相關(guān)的通訊產(chǎn)品日趨多樣化，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的天線系統(tǒng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的單頻天線已無(wú)法滿足當(dāng)今社會(huì)無(wú)線通信的需求。且隨著電子產(chǎn)品體積不斷縮小，理想的天線應(yīng)向更小尺寸、更寬頻帶方向推進(jìn)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定全球微波互聯(lián)接入（WiMAX）的三個(gè)工作頻段為2.5-2.69GHz、3.3-3.79GHz及5.25-5.85GHz。隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通信產(chǎn)品的使用人數(shù)也在急劇增加，愈來(lái)愈緊張的頻譜資源也要求無(wú)線通信的前端設(shè)備（天線）能夠同時(shí)工作于多個(gè)頻帶，從而增加無(wú)線通信的容量。因此低成本、多頻帶、小型化、易集成且同時(shí)工作于WiMAX的三個(gè)頻段的平面天線在無(wú)線通信系統(tǒng)中具有重要的研究意義。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者們已提出了各種應(yīng)用于 WiMAX的天線，例如使用矩形加載單極天線和倒L型槽線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了2.45GHz、3.5GHz及5.8GHz 的頻段（Chen H, Yang X, Yin Y Z, et al. Tri-band rectangle-loaded monopole antenna with inverted-L slot for WLAN/WiMAX applications[J]. Electronics Letters, 2013, 49(20):1261-1262.）。采用共面波導(dǎo)饋電的圓形釘齒天線實(shí)現(xiàn)了WiMAX/Wi-Fi的多頻天線（Daniel R S, Suganthi S. Design and simulation of CPW fed circular spike antenna for wireless applications[C]“International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems. IEEE, 2015:1-5.”）。這些方法雖然都實(shí)現(xiàn)了多頻天線且滿足了電磁兼容，但是結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜且尺寸較大，不利于加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊且方便加工的共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線，包括單面涂覆金屬層的介質(zhì)基板，其特征在于：所述的金屬層上刻蝕有共面波導(dǎo)饋電部分、并聯(lián)加載的L型縫隙及蘑菇狀縫隙輻射面，共面波導(dǎo)饋電部分包括兩條平行的信號(hào)傳輸縫隙和中心金屬導(dǎo)帶，其中的一條信號(hào)傳輸縫隙上加載有末端短路的第一L型縫隙，另一條信號(hào)傳輸縫隙的中部斷開(kāi)，在斷開(kāi)部位的末端分別加載有末端短路的第二L型縫隙和第三L型縫隙，該第二L型縫隙和第三L型縫隙組成180°移相器，第一L型縫隙與第二L型縫隙以中心金屬導(dǎo)帶的中心線為對(duì)稱軸對(duì)稱，中心金屬導(dǎo)帶延伸至蘑菇狀縫隙輻射面的內(nèi)部并且在其末端加載有半圓形導(dǎo)帶。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的介質(zhì)基板采用羅杰斯R4003C，其長(zhǎng)度L為28mm，寬度W為24mm，厚度為0.8mm，金屬層為銅，金屬層厚度為18μm。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的共面波導(dǎo)饋電部分長(zhǎng)度L1=6mm，中心金屬導(dǎo)帶寬度W1=2.13mm，信號(hào)傳輸縫隙寬度g1=0.15mm，L型縫隙長(zhǎng)度L6=7mm，L型縫隙彎折部分長(zhǎng)度L7=3.8mm，L型縫隙寬度g2=0.15mm，180°移相器之間的金屬導(dǎo)帶寬度W2=1.8mm，L型縫隙到蘑菇狀縫隙輻射面的距離L2=7mm，中心金屬導(dǎo)帶延長(zhǎng)到蘑菇狀縫隙輻射面的長(zhǎng)度L3=3.2mm，半圓形導(dǎo)帶的半徑L4=3.6mm，蘑菇狀縫隙輻射面末端距信號(hào)傳輸縫隙末端的長(zhǎng)度L5=10.8mm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：采用共面波導(dǎo)饋電，易于集成，天線尺寸緊湊，通過(guò)蘑菇狀縫隙輻射面及饋線中心金屬導(dǎo)帶末端加載的半圓形導(dǎo)帶，使天線產(chǎn)生了2.5GHz和3.6GHz兩個(gè)頻段，而在饋線上并聯(lián)加載L型縫隙產(chǎn)生了天線的第三個(gè)工作頻段5.8GHz，且在上述三個(gè)頻段內(nèi)，回波損耗均在-10dB以下。因此本發(fā)明具有尺寸緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于集成及便于加工的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可工作于WiMAX的2.5GHz、3.6GHz及5.8GHz三個(gè)頻段。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)注圖；

圖3是本發(fā)明的回波損耗圖；

圖4是本發(fā)明的駐波比；

圖5是本發(fā)明在3.6GHz的E面方向圖；