CN103762417A - 三频段单极子天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三频段单极子天线，包括基板和位于基板同一表面的第一地板、第二地板、天线馈线和辐射贴片，天线馈线位于基板的中下部，一端与基板的下边缘齐平，另一端连接辐射贴片，第一地板和第二地板关于天线馈线对称分布且第一地板和第二地板的下边缘均与基板的下边缘齐平，第一地板和第二地板与天线馈线之间设有耦合间隙；辐射贴片包括粗枝节和细枝节，粗枝节呈半圆弧结构，细枝节呈开口的圆环结构，且圆环的开口处弯曲折叠若干次成与圆环为同心圆的圆弧结构，粗枝节嵌入细枝节的圆环结构内且两端与细枝节圆环的开口末端相连接。该三频段单极子天线具有结构新颖紧凑、体积小、空间利用率高等特点，可用于GSM，WLAN，WiMAX等通信频段。

Description

三频段单极子天线
技术领域
本发明涉及无线通信用天线技术领域，具体涉及一种共面波导馈电的三频段单极子天线。
背景技术
全球移动通信***（Global System of Mobile communication，GSM）是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话，占全球移动电话市场份额的70%，它是第二代蜂窝移动通信技术。
无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）则以其低廉的价格、灵活的组网形式、支持高速数据接入等在医疗、制造、零售等行业获得应用。局域网技术应用于无线信道之所以成为可能，在于其包括天线在内的技术发展，实现整个区域覆盖的同时保证每个点的信号强度。
全球微波互联接入（worldwide interoperability for microwave access，WiMAX）是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可50km。WiMAX具有QoS保障、传输数率高，业务丰富多样等优点。
为了满足对无线通信技术、无线电频率认证、无线传感网络和物联网集成应用的大量需求，人们对各种多频段天线甚至是超宽带天线投入越来越多的精力和物力，但如今在多频段天线的设计研究中，会出现天线体积较大，结构复杂、不便集成化，且成本较高，辐射性能差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种结构紧凑、辐射性能优良的三频段单极子天线。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种三频段单极子天线，包括基板和位于基板同一表面的第一地板、第二地板、天线馈线和辐射贴片，天线馈线位于基板的中下部，一端与基板的下边缘齐平，另一端连接辐射贴片，第一地板和第二地板关于天线馈线对称分布且第一地板和第二地板的下边缘均与基板的下边缘齐平，第一地板和第二地板与天线馈线之间设有耦合间隙；所述辐射贴片包括低阻抗传输线和高阻抗传输线，所述低阻抗传输线呈半圆弧结构，所述高阻抗传输线呈开口的圆环结构，且圆环的开口处弯曲折叠若干次成与圆环为同心圆的圆弧结构，低阻抗传输线嵌入高阻抗传输线的圆环结构内且两端与高阻抗传输线圆环的开口末端相连接。
进一步地，所述高阻抗传输线圆环的开口处弯曲折叠三次。
进一步地，所述第一地板和第二地板均采用梯形渐变结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明的三频段单极子天线是基于单环谐振器设计的一款三频段共面波导馈电的单极子天线，其将第一地板、第二地板、天线馈线和辐射贴片均集成于基板的同一表面，显著减小天线尺寸，结构新颖紧凑，体积小，空间利用率高；
（2）本发明的三频段单极子天线可用于GSM，WLAN，WiMAX三个通信频段；
（3）实践证明本发明的三频段单极子天线具有很高的选择特性及频带间高隔离特性。
附图说明
图1是本发明的三频段单极子天线的结构示意图；
图2是本发明的三频段单极子天线的回波损耗曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例中的三频段单极子天线包括基板1和位于基板1同一表面的第一地板2、第二地板3、天线馈线4和辐射贴片5，天线馈线4位于基板1的中下部，一端与基板1的下边缘齐平，另一端连接辐射贴片4，第一地板2和第二地板3关于天线馈线4对称分布且第一地板2和第二地板3的下边缘均与基板1的下边缘齐平，第一地板2和第二地板3与天线馈线4之间设有耦合间隙6。所述辐射贴片5包括低阻抗传输线51和高阻抗传输线52，低阻抗传输线51呈半圆弧结构，高阻抗传输线52呈开口的圆环结构，且圆环的开口处弯曲折叠三次成与圆环为同心圆的三个圆弧，低阻抗传输线51嵌入高阻抗传输线52的圆环结构内且两端与高阻抗传输线圆环的开口末端相连接。
本实施例中的第一地板2和第二地板3优选梯形渐变结构。
本实施例中的三频段单极子天线的天线馈线4的长度为9.9mm，宽度为1.9mm；第一梯形地板2和第二梯形地板3的上下边分别为2mm和14.2mm，高为10mm；高阻抗传输线52的圆环长度为50mm，宽度为0.8mm；高阻抗传输线开口处弯曲折叠而成的三个圆弧的尺寸由大到小依次为长度9mm，宽度0.8mm、长为6.9mm，宽度为0.8mm、长度5.4mm，宽度0.8mm，三个圆弧之间的距离为0.5mm，圆环与相邻的圆环的间距为0.5mm；低阻抗传输线51的半圆弧长度为22mm，宽度为3.4mm，低阻抗传输线51的半圆弧与高阻抗传输线52的圆环的间距为0.5mm；第一梯形地板2和第二梯形地板3与天线馈线4间的耦合间隙6为0.4mm。
图2是上述三频段单极子天线的回波损耗曲线。由图分析可知，第一通带的中心频率是1.7GHz，-10dB带宽为60MHz，满足GSM***的要求；第二通带的中心频率是2.45GHz，其-10dB带宽为120MHz，满足WLAN***的要求；第三通带的中心频率是3.4GHz，其-10dB带宽为300MHz，满足WiMAX***的要求，可见，本实施例中的三频段单极子天线可适用于GSM，WLAN，WiMAX三个通信频段。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种三频段单极子天线，其特征在于：包括基板和位于基板同一表面的第一地板、第二地板、天线馈线和辐射贴片，天线馈线位于基板的中下部，一端与基板的下边缘齐平，另一端连接辐射贴片，第一地板和第二地板关于天线馈线对称分布且第一地板和第二地板的下边缘均与基板的下边缘齐平，第一地板和第二地板与天线馈线之间设有耦合间隙；所述辐射贴片包括低阻抗传输线和高阻抗传输线，所述低阻抗传输线呈半圆弧结构，所述高阻抗传输线呈开口的圆环结构，且圆环的开口处弯曲折叠若干次成与圆环为同心圆的圆弧结构，低阻抗传输线嵌入高阻抗传输线的圆环结构内且两端与高阻抗传输线圆环的开口末端相连接。
2.根据权利要求1所述的三频段单极子天线，其特征在于：所述高阻抗传输线圆环的开口处弯曲折叠三次。
3.根据权利要求1所述的三频段单极子天线，其特征在于：所述第一地板和第二地板均采用梯形渐变结构。
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