小型化宽频带微带天线的制作方法

日期:2019-06-22 17:58:18

专利名称:小型化宽频带微带天线的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种在无线通信中用于发送/接收无线电波的天线,尤其
涉及一种工作于ISM(Industrial、 Scientific Medical)频段的小型化、宽频
带、高增益微带天线。
背景技术
近年来,微带天线在通信、导航、探测等领域被广泛应用。随着无线收发 设备的小型化,以及射频识别技术、无线局域网技术在应用领域的普及与发展, 人们对微带天线的主要要求集中于小型化、宽频带。在工业、科学研究、医疗 的一些特定环境下,还要求手持等设备所用的小型化宽频带天线具有较高的增 益,如用于煤矿的射频识别系统、无线局域网、蓝牙设备等,以满足定向传输 信息的需要。
虽然微带天线体积小、重量轻、成本低,但其频带窄,常规设计的微带天 线的相对带宽约为1%_6%。近年来,人们采取了各种措施,采用厚基板、采用小 的介电常数、增加阻抗匹配网络、采用非线性基板材料等来展宽微带天线的频 带,通常可使频带展宽到15%-20%。但这些方法常使微带天线的体积变大及一些 参数变劣。微带天线的另一缺点是增益低,基本微带辐射单元一般只有6-8dBi, 限制了它的应用范围。
目前用于ISM频段设备的天线常采用PIFA、开槽天线以及各种形式的单极 子天线等,这些天线具有满足要求的频带宽度,但却不能满足一些场合对天线 体积小、增益高的需求。 发明内容
本实用新型针对以上问题的提出,而研制一种具有高增益、频带宽和小型
化的微带天线。本实用新型采用的具体技术手段如下
一种小型化宽频带微带天线,其特征在于包括铜质背板、介质层、辐射贴 片和馈源,所述铜质背板贴置于介质层基板的一侧,介质层基板的另一侧布置 有辐射贴片;所述馈源与辐射贴片进行电连接。所述辐射贴片采用铜箔辐射贴
片。所述辐射贴片为"王"字形结构。所述"王"字形结构的辐射贴片的横向
3尺寸大于介质内中心工作波长的/io,纵向尺寸约为介质内中心工作波长的/io,
单侧面曲边总长度小于介质内中心工作波长的^;"王"字形的下段中间支线宽
度为上段中间支线宽度的1.5 2.5倍。所述馈源为SMA型微波接头。所述天线 的外形为平板方形。
本实用新型提供的小型化宽频带微带天线,通过辐射贴片呈"王"字形, 改变了表面电流路径,使电流绕槽边曲折流过而路径变长,在天线等效电路中 相当于引入了级联电感,可模拟为在贴片中插入横向磁壁,改变了其电抗特性; "王"字形的中间支线既作为传导板又作为微带天线的辐射板,使天线的结构更 为紧凑。这些方法总的思路是使贴片的等效长度大于其物理长度,以实现小型 化,同时实现了宽频带。设置"王"字型三横向分支有不同的尺寸及不等间距, 使综合辐射效果有较好的方向性,以实现天线的高增益。天线只采用单层介质 板、 一个贴片,结构非常简单,充分体现了微带贴片天线的优势。

本实用新型共有4幅附图
图1是本实用新型小型化宽频带微带天线的结构示意图; 图2是图1的侧视图3是本实用新型小型化宽频带微带天线的驻波比曲线图4是本实用新型小型化宽频带微带天线的辐射方向图。 图中1、铜质背板,2、介质层,3、辐射贴片,4、馈源。
具体实施方式
如图1和图2所示,本实用新型所提供的小型化宽频带微带天线,主要由 铜质背板l、介质层2、辐射贴片3和馈源4构成。铜质背板1贴置于介质层2 基板的一侧,介质层2基板的另一侧布置有辐射贴片3;而辐射贴片3与馈源4 进行电连接。其中辐射贴片3为"王"字形结构的铜箔辐射贴片,馈源4为SMA 型微波接头;另外,整个天线外形体积近平板方形。
本实用新型所提供的小型化宽频带微带天线"王"字型辐射贴片3的横 向尺寸大于介质内中心工作波长的^0,纵向尺寸约为介质内中心工作波长 的)〈0,单侧面曲边总长度小于介质内中心工作波长的K。由天线理论分析 和实验测试得知,"王"字形中间支线的两段宽度约为2倍关系效果最佳。整 个天线面积为U,x1.1,,天线尺寸縮减了相同工作频段普通微带天线尺寸 的70%以上,实现了小型化。本实施例中介质层基板的介电常数为2.55,基板厚度为lmm。
如图3所示为本实用新型的一个实施例的驻波比曲线图,可以看出,其 带宽为1.38GHz (VSWR〈2),相对带宽达53%,实现了宽频带。
如图4为本实用新型的辐射方向图,由图可见,增益达10dBi以上,该 天线阵具有很好的实用价值。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式
,但本实用新型的保护范 围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范 围内,根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵 盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种小型化宽频带微带天线,其特征在于包括铜质背板(1)、介质层(2)、辐射贴片(3)和馈源(4),所述铜质背板(1)贴置于介质层(2)基板的一侧,介质层(2)基板的另一侧布置有辐射贴片(3);所述辐射贴片(3)与馈源(4)进行电连接。
2、 根据权利要求l所述的小型化宽频带微带天线,其特征在于所述辐射贴片(3)采用铜箔辐射贴片。
3、 根据权利要求1或2所述的小型化宽频带微带天线,其特征在于所述辐射贴片(3)为"王"字形结构。
4、 根据权利要求3所述的小型化宽频带微带天线,其特征在于所述"王"字形结构的辐射贴片(3)的横向尺寸大于介质内中心工作波长的)〈0,纵向尺寸约为介质内中心工作波长的^0,单侧面曲边总长度小于介质内中心工作波长的X;"王"字形的下段中间支线宽度为上段中间支线宽度的1. 5 2. 5倍。
5、 根据权利要求1所述的小型化宽频带微带天线,其特征在于所述馈源(4)为SMA型微波接头。
6、 根据权利要求l所述的小型化宽频带微带天线,其特征在于所述天线的外形近平板方形。
专利摘要本实用新型公开了一种小型化宽频带微带天线,其特征在于包括铜质背板、介质层、辐射贴片和馈源,所述铜质背板贴置于介质层基板的一侧,介质层基板的另一侧布置有辐射贴片;所述馈源与辐射贴片进行电连接。所述辐射贴片为“王”字形结构。该微带天线整个天线的外形体积近平板方形,摆放灵活,具有小型化,频带宽,增益高,制作简单等特点。适于在无线局域网、蓝牙、Home RF、2.4GHz射频识别等技术领域广泛推广。
文档编号H01Q1/38GK201332137SQ20092001022
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者车仁信, 陈宏然 申请人:大连交通大学


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