CN103794849B

CN103794849B - 三足形阵列微带天线

Info

Publication number: CN103794849B
Application number: CN201410022149.XA
Authority: CN
Inventors: 李九生
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2014-01-18
Filing date: 2014-01-18
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-01-18
Also published as: CN103794849A

Abstract

本发明公开了一种三足形阵列微带天线。它包括基板、上矩形辐射贴片、下矩形辐射贴片、左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片、右三足形辐射贴片、矩形金属接地板；基板的上表面设有上矩形辐射贴片、下矩形辐射贴片、左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片、右三足形辐射贴片；上矩形辐射贴片与下矩形辐射贴片之间从左到右顺次设有左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片、右三足形辐射贴片，基板的下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板的左、右端分别与基板的左、右端相连。本发明具有辐射特性好、双频段、结构简单、体积小、质量轻、制作方便及易于集成等优点。

Description

三足形阵列微带天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及一种三足形阵列微带天线。

背景技术

自从20世纪70年代中期微带天线理论得到大的发展以来，由于微带天线体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于与目标共形等优点而深受人们亲睐，在移动通信、卫星通信、全球卫星定位***(GPS)等领域得到广泛的应用。从七十年代中期开始，从理论、技术到应用对这种天线进行了大量的研究，至今势头不减。微带天线主要用在微波、毫米波段。在实际应用中，天线的尺寸大小、重量、造价、性能、安装难易和空气动力学形态等都受到限制，这时可能需要低剖面的天线。为满足这些要求，可选用微带天线。天线带宽主要取决于各项性能参数的频率特性，如输入阻抗、方向图、增益、极化特性、主瓣宽度、副瓣电平等，因此天线主要的电参数均有其各自定义的带宽。

随着微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，国际上展开了对微带天线广泛而深入地研究。此外，近代通信技术发展迅速，所需传输速率越来越高，带宽也越来越宽。超宽带通信技术以高速、安全、容量大、抗多径等其他窄带通信***所不具备的优点受到广泛关注。宽频带、新结构和高性能的微带天线不断涌现。超宽带微带天线具有较大的频带范围，可以满足各个频段的需求。因此，迫切需要研究出尺寸小型，频带范围宽，辐射特性好的微带贴片天线。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种三足形阵列微带天线。

三足形阵列微带天线包括基板、上矩形辐射贴片、下矩形辐射贴片、左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片、右三足形辐射贴片、矩形金属接地板；基板的上表面设有上矩形辐射贴片、下矩形辐射贴片、左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片、右三足形辐射贴片；上矩形辐射贴片与下矩形辐射贴片之间从左到右顺次设有左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片、右三足形辐射贴片，左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片和右三足形辐射贴片的结构相同，其中，左三足形辐射贴片包括左上L形辐射贴片、右上勾形辐射贴片、正方形辐射贴片、L形辐射贴片；正方形辐射贴片上设有左矩形开槽、右矩形开槽、下矩形开槽，左上L形辐射贴片与左矩形开槽相接，右上勾形辐射贴片与右矩形开槽相接，L形辐射贴片与下矩形开槽相接，基板的下表面设有矩形金属接地板；矩形金属接地板的左、右端分别与基板的左、右端相连。

所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为300mm～302mm，宽度为100mm～102mm。所述的上矩形辐射贴片和下矩形辐射贴片的尺寸参数相同，长度均为2.5mm～3.5mm，宽度均为300mm～302mm。所述的上左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片和右三足形辐射贴片的尺寸参数相同。所述的左上L形辐射贴片的总长度为30mm～32mm，总高度为27mm～29mm，宽度为1mm～1.5mm。所述的右上勾形辐射贴片的总长度为30mm～32mm，总高度为20mm～22mm，宽度为1mm～1.5mm。所述的正方形辐射贴片的长度和宽度均为30mm～32mm。所述的L形辐射贴片的总长度为27mm～29mm，总高度为25mm～27mm，宽度为1mm～1.5mm。所述的左矩形开槽、右矩形开槽、下矩形开槽的尺寸参数相同，长度均为3mm～4mm，宽度均为2mm～3mm。所述的矩形金属接地板的长度均为300mm～302mm，宽度均为80mm～82mm。

本发明的三足形阵列微带天线具有辐射特性好、多频段、结构简单、体积小、质量轻、制作方便及易于集成等优点。

附图说明

图1是三足形阵列微带天线的正面结构示意图；

图2是三足形阵列微带天线的背面结构示意图；

图3是三足形阵列微带天线的S参数曲线图；

图4是天线在8.4GHz时的E面辐射方向图；

图5是天线在8.4GHz时的H面辐射方向图；

图6是天线在13.3GHz时的E面辐射方向图；

图7是天线在13.3GHz时的H面辐射方向图。

具体实施方式

如图1~2所示，三足形阵列微带天线包括基板1、上矩形辐射贴片2、下矩形辐射贴片3、左三足形辐射贴片4、中间三足形辐射贴片5、右三足形辐射贴片6、矩形金属接地板14；基板1的上表面设有上矩形辐射贴片2、下矩形辐射贴片3、左三足形辐射贴片4、中间三足形辐射贴片5、右三足形辐射贴片6；上矩形辐射贴片2与下矩形辐射贴片3之间从左到右顺次设有左三足形辐射贴片4、中间三足形辐射贴片5、右三足形辐射贴片6，左三足形辐射贴片4、中间三足形辐射贴片5和右三足形辐射贴片6的结构相同，其中，左三足形辐射贴片4包括左上L形辐射贴片7、右上勾形辐射贴片8、正方形辐射贴片9、L形辐射贴片10；正方形辐射贴片9上设有左矩形开槽11、右矩形开槽12、下矩形开槽13，左上L形辐射贴片7与左矩形开槽11相接，右上勾形辐射贴片8与右矩形开槽12相接，L形辐射贴片10与下矩形开槽13相接，基板1的下表面设有矩形金属接地板14；矩形金属接地板14的左、右端分别与基板1的左、右端相连。

所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度为300mm～302mm，宽度为100mm～102mm。所述的上矩形辐射贴片2和下矩形辐射贴片3的尺寸参数相同，长度均为2.5mm～3.5mm，宽度均为300mm～302mm。所述的上左三足形辐射贴片4、中间三足形辐射贴片5和右三足形辐射贴片6的尺寸参数相同。所述的左上L形辐射贴片7的总长度为30mm～32mm，总高度为27mm～29mm，宽度为1mm～1.5mm。所述的右上勾形辐射贴片8的总长度为30mm～32mm，总高度为20mm～22mm，宽度为1mm～1.5mm。所述的正方形辐射贴片9的长度和宽度均为30mm～32mm。所述的L形辐射贴片10的总长度为27mm～29mm，总高度为25mm～27mm，宽度为1mm～1.5mm。所述的左矩形开槽11、右矩形开槽12、下矩形开槽13的尺寸参数相同，长度均为3mm～4mm，宽度均为2mm～3mm。所述的矩形金属接地板14的长度均为300mm～302mm，宽度均为80mm～82mm。

实施例1

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1.6mm。基板的长度为300mm，宽度为100mm。上矩形辐射贴片和下矩形辐射贴片的尺寸参数相同，长度均为2.5mm，宽度均为300mm。上左三足形辐射贴片、中间三足形辐射贴片和右三足形辐射贴片的尺寸参数相同。左上L形辐射贴片的总长度为30mm，总高度为27mm，宽度为1mm。右上勾形辐射贴片的总长度为30mm，总高度为20mm，宽度为1mm。正方形辐射贴片的长度和宽度均为30mm。L形辐射贴片的总长度为27mm，总高度为25mm，宽度为1mm。左矩形开槽、右矩形开槽、下矩形开槽的尺寸参数相同，长度均为3mm，宽度均为2mm。矩形金属接地板的长度均为300mm，宽度均为80mm。三足形阵列微带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试分析，所得的S参数曲线如附图3所示，由图可见，-10dB以下的工作频段分别为7.28GHz～10GHz，12.7GHz～16.8GHz。图4-5所示为飞镖形共面微带天线在8.4GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为8.4GHz时，增益为4.4dBi，半功率波瓣宽度为77.1°；图6-7所示为飞镖形共面微带天线在13.3GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为13.3GHz时，增益为4.4dBi，半功率波瓣宽度为51.9°。

Claims

1.一种三足形阵列微带天线，其特征在于包括基板（1）、上矩形辐射贴片（2）、下矩形辐射贴片（3）、左三足形辐射贴片（4）、中间三足形辐射贴片（5）、右三足形辐射贴片（6）、矩形金属接地板（14）；基板（1）的上表面设有上矩形辐射贴片（2）、下矩形辐射贴片（3）、左三足形辐射贴片（4）、中间三足形辐射贴片（5）、右三足形辐射贴片（6）；上矩形辐射贴片（2）与下矩形辐射贴片（3）之间从左到右顺次设有左三足形辐射贴片（4）、中间三足形辐射贴片（5）、右三足形辐射贴片（6），左三足形辐射贴片（4）、中间三足形辐射贴片（5）和右三足形辐射贴片（6）的结构相同，其中，左三足形辐射贴片（4）包括左上L形辐射贴片（7）、右上勾形辐射贴片（8）、正方形辐射贴片（9）、L形辐射贴片（10）；正方形辐射贴片（9）上设有左矩形开槽（11）、右矩形开槽（12）、下矩形开槽（13），左上L形辐射贴片（7）与左矩形开槽（11）相接，右上勾形辐射贴片（8）与右矩形开槽（12）相接，L形辐射贴片（10）与下矩形开槽（13）相接，基板（1）的下表面设有矩形金属接地板（14）；矩形金属接地板（14）的左、右端分别与基板（1）的左、右端相连。

2.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，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）的长度为300mm～302mm，宽度为100mm～102mm。

3.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的上矩形辐射贴片（2）和下矩形辐射贴片（3）的尺寸参数相同，长度均为2.5mm～3.5mm，宽度均为300mm～302mm。

4.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的左三足形辐射贴片（4）、中间三足形辐射贴片（5）和右三足形辐射贴片（6）的尺寸参数相同。

5.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的左上L形辐射贴片（7）的总长度为30mm～32mm，总高度为27mm～29mm，宽度为1mm～1.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的右上勾形辐射贴片（8）的总长度为30mm～32mm，总高度为20mm～22mm，宽度为1mm～1.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的正方形辐射贴片（9）的长度和宽度均为30mm～32mm。

8.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的L形辐射贴片（10）的总长度为27mm～29mm，总高度为25mm～27mm，宽度为1mm～1.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的左矩形开槽（11）、右矩形开槽（12）、下矩形开槽（13）的尺寸参数相同，长度均为3mm～4mm，宽度均为2mm～3mm。

10.根据权利要求1所述的一种三足形阵列微带天线，其特征在于所述的矩形金属接地板（14）的长度均为300mm～302mm，宽度均为80mm～82mm。