CN103606744A - 双同心开口圆环形贴片天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双同心开口圆环形贴片天线。它包括基板、外开口圆环贴片、内开口圆环贴片、圆形辐射贴片、短矩形金属贴片、长矩形金属贴片、阻抗匹配输入传输线、矩形金属接地板；基板的上表面设有外开口圆环贴片、内开口圆环贴片、圆形辐射贴片、短矩形金属贴片、长矩形金属贴片、阻抗匹配输入传输线；基板的下表面设有矩形金属接地板；外开口圆环贴片开口向上，内开口圆环贴片开口向下，长矩形金属贴片的顶端与圆形辐射贴片相连，长矩形金属贴片的底端与外开口圆环贴片的底部内侧相连；短矩形金属贴片顶端与外开口圆环贴片底端相连。本发明具有辐射特性好，损耗低，结构简单，尺寸小，制作方便，便于集成等优点。

Description

双同心开口圆环形贴片天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种双同心开口圆环形贴片天线。
背景技术
在通信***当中，天线的作用是非常重要的。天线被韦伯斯特大词典定义为：一个用于发射和接受电磁波的金属装置；美国电气和电子工程协会（IEEE）对天线的标准定义为：一种接受和辐射电磁波的途径。从上面的描述我们可以看出，天线是一种能量变换装置，它能将传输线上的电磁波，转换成在大气或者传输媒质上传播的电磁波；同样，它也可以将大气中或者传输媒质中的电磁波变换到传输线上。在无线通信，导航，广播，电子对抗，遥感等领域，凡是涉及到微波通信的，都要用到天线，可以看出天线的应用是非常广泛的。
微带天线是由Deschamps教授于1953年提出的，当时他是希望能将微带传输线传播的能量辐射出去，进而产生了微带天线的概念。微带天线属于一维小型天线，天线的长宽尺寸与波长一般来说在同一数量级，而天线的厚度仅有波长的百分之一左右。从二十世纪70年代起，由于微带天线技术发展很快，它也迅速成为了天线家族中独立的分支，与此同时，第一个实用微带天线也制作而成。从此，人们都在这个领域投入了大量的精力，使得微带天线不仅在理论上快速发展，而且在工程应用中也取得了长足的进步。
发明内容
本发明提供一种双同心开口圆环形贴片天线，技术方案如下：
双同心开口圆环形贴片天线包括基板、外开口圆环贴片、内开口圆环贴片、圆形辐射贴片、短矩形金属贴片、长矩形金属贴片、阻抗匹配输入传输线、矩形金属接地板；基板的上表面设有外开口圆环贴片、内开口圆环贴片、圆形辐射贴片、短矩形金属贴片、长矩形金属贴片、阻抗匹配输入传输线；基板的下表面设有矩形金属接地板；外开口圆环贴片开口向上，内开口圆环贴片开口向下，长矩形金属贴片的顶端与圆形辐射贴片相连，长矩形金属贴片的底端与外开口圆环贴片的底部内侧相连；短矩形金属贴片的顶端与外开口圆环贴片的底端相连，短矩形金属贴片的底端与阻抗匹配输入传输线的上端相连，阻抗匹配输入传输线的下端与基板的底端相连，外开口圆环贴片与圆形辐射贴片之间设有内开口圆环贴片，矩形金属接地板的底端与基板的底端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度和宽度均为20mm～22mm。所述的外开口圆环贴片的外圆半径为6.8mm～7.0mm，内圆半径为6.4mm～6.6mm，开口长度为1.0mm～1.5mm。所述的内开口圆环贴片的外圆半径为4.8mm～5.0mm，内圆半径为4.4mm～4.6mm，开口长度为1.0mm～1.5mm。所述的圆形辐射贴片的半径为3mm～4mm。所述的短矩形金属贴片的长度为1.2 mm～1.3mm，宽度为0.4 mm～0.6mm；所述的长矩形金属贴片的长度为3.4 mm～3.5mm，宽度为0.4 mm～0.6mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为5mm～6mm，宽度为1.5mm～2.0mm。所述的矩形金属接地板的长度为20mm～22mm，宽度为5mm～7mm。
本发明的双同心开口圆环形贴片天线具有辐射特性好，损耗低，结构简单，尺寸小，制作方便，便于集成等优点。
附图说明：
图1是双同心开口圆环形贴片天线的正面结构示意图；
图2是双同心开口圆环形贴片天线的背面结构示意图；
图3是双同心开口圆环形贴片天线的S参数曲线图；
图4是天线在3.02GHz时的E面辐射方向图；
图5是天线在3.02GHz时的H面辐射方向图。
具体实施方式
如图1～2所示，双同心开口圆环形贴片天线包括基板1、外开口圆环贴片2、内开口圆环贴片3、圆形辐射贴片4、短矩形金属贴片5、长矩形金属贴片6、阻抗匹配输入传输线7、矩形金属接地板8；基板1的上表面设有外开口圆环贴片2、内开口圆环贴片3、圆形辐射贴片4、短矩形金属贴片5、长矩形金属贴片6、阻抗匹配输入传输线7；基板1的下表面设有矩形金属接地板8；外开口圆环贴片2开口向上，内开口圆环贴片3开口向下，长矩形金属贴片6的顶端与圆形辐射贴片4相连，长矩形金属贴片6的底端与外开口圆环贴片2的底部内侧相连；短矩形金属贴片5的顶端与外开口圆环贴片2的底端相连，短矩形金属贴片5的底端与阻抗匹配输入传输线7的上端相连，阻抗匹配输入传输线7的下端与基板1的底端相连，外开口圆环贴片2与圆形辐射贴片4之间设有内开口圆环贴片3，矩形金属接地板8的底端与基板1的底端相连。
所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度和宽度均为20mm～22mm。所述的外开口圆环贴片2的外圆半径为6.8mm～7.0mm，内圆半径为6.4mm～6.6mm，开口长度为1.0mm～1.5mm。所述的内开口圆环贴片3的外圆半径为4.8mm～5.0mm，内圆半径为4.4mm～4.6mm，开口长度为1.0mm～1.5mm。所述的圆形辐射贴片4的半径为3mm～4mm。所述的短矩形金属贴片5的长度为1.2 mm～1.3mm，宽度为0.4 mm～0.6mm；所述的长矩形金属贴片6的长度为3.4 mm～3.5mm，宽度为0.4 mm～0.6mm。所述的阻抗匹配输入传输线7的长度为5mm～6mm，宽度为1.5mm～2.0mm。所述的矩形金属接地板8的长度为20mm～22mm，宽度为5mm～7mm。
实施例1
双同心开口圆环形贴片天线：
选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作微带基板，厚度为1.0mm。基板的长度和宽度均为20mm。外开口圆环贴片的外圆半径为6.8mm，内圆半径为6.4mm，开口长度为1.0mm。内开口圆环贴片的外圆半径为4.8mm，内圆半径为4.4mm，开口长度为1.0mm。圆形辐射贴片的半径为3mm。短矩形金属贴片的长度为1.3mm，宽度为0.4 mm；长矩形金属贴片的长度为3.5mm，宽度为0.4 mm。阻抗匹配输入传输线的长度为5mm，宽度为1.5mm。矩形金属接地板的长度为20mm，宽度为5mm。双同心开口圆环形贴片天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的S参数曲线如附图3。由图可见，-10dB以下的工作频段为2.974GHz～3.056GHz。图4-5所示为天线在3.02GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为3.02GHz时，增益为3.0dBi，半功率波瓣宽度为89.3°。

Claims (8)

1. 一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于包括基板（1）、外开口圆环贴片（2）、内开口圆环贴片（3）、圆形辐射贴片（4）、短矩形金属贴片（5）、长矩形金属贴片（6）、阻抗匹配输入传输线（7）、矩形金属接地板（8）；基板（1）的上表面设有外开口圆环贴片（2）、内开口圆环贴片（3）、圆形辐射贴片（4）、短矩形金属贴片（5）、长矩形金属贴片（6）、阻抗匹配输入传输线（7）；基板（1）的下表面设有矩形金属接地板（8）；外开口圆环贴片（2）开口向上，内开口圆环贴片（3）开口向下，长矩形金属贴片（6）的顶端与圆形辐射贴片（4）相连，长矩形金属贴片（6）的底端与外开口圆环贴片（2）的底部内侧相连；短矩形金属贴片（5）的顶端与外开口圆环贴片（2）的底端相连，短矩形金属贴片（5）的底端与阻抗匹配输入传输线（7）的上端相连，阻抗匹配输入传输线（7）的下端与基板（1）的底端相连，外开口圆环贴片（2）与圆形辐射贴片（4）之间设有内开口圆环贴片（3），矩形金属接地板（8）的底端与基板（1）的底端相连。
2. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的基板（1）为玻璃纤维环氧树脂材料，基板（1）的长度和宽度均为20mm～22mm。
3. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的外开口圆环贴片（2）的外圆半径为6.8mm～7.0mm，内圆半径为6.4mm～6.6mm，开口长度为1.0mm～1.5mm。
4. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的内开口圆环贴片（3）的外圆半径为4.8mm～5.0mm，内圆半径为4.4mm～4.6mm，开口长度为1.0mm～1.5mm。
5. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的圆形辐射贴片（4）的半径为3mm～4mm。
6. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的短矩形金属贴片（5）的长度为1.2 mm～1.3mm，宽度为0.4 mm～0.6mm；所述的长矩形金属贴片（6）的长度为3.4 mm～3.5mm，宽度为0.4 mm～0.6mm。
7. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（7）的长度为5mm～6mm，宽度为1.5mm～2.0mm。
8. 如权利要求1所述的一种双同心开口圆环形贴片天线，其特征在于所述的矩形金属接地板（8）的长度为20mm～22mm，宽度为5mm～7mm。
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Assignee: Hangzhou Hongyan Intelligent Technology Co., Ltd.

Assignor: CHINA JILIANG UNIVERSITY

Contract record no.: 2017330000110

Denomination of invention: Dual concentric opening circular patch antenna

Granted publication date: 20150603

License type: Exclusive License

Record date: 20170726

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Granted publication date: 20150603

Termination date: 20171107