CN103794857B - 环形双频方形槽共面贴片天线 - Google Patents

环形双频方形槽共面贴片天线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环形双频方形槽共面贴片天线。它包括基板、环形贴片、半圆形金属片、阻抗匹配输入传输线、左L形金属接地板、右L形金属接地板、左上L形金属片、右下L形金属片、矩形金属片；阻抗匹配输入传输线的顶端与环形贴片相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，半圆形金属片与阻抗匹配输入传输线的右上侧相连，左L形金属接地板和右L形金属接地板分别对称布置在阻抗匹配输入传输线的左右两侧，左上L形金属片的左端与左L形金属接地板相连，左上L形金属片的上端与矩形金属片相连，右下L形金属片的下端和右端均与右L形金属接地板相连。本发明具有辐射特性好，损耗低，双频带，结构简单，制作方便，尺寸小型及易于集成等优点。

Description

环形双频方形槽共面贴片天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种环形双频方形槽共面贴片天线。
背景技术
微带天线是在带有金属接地板的介质基片的另一面用特定的方法制成金属辐射面，并采用同轴线馈电或者是微带线馈电的方式对辐射贴片进行馈电的天线。微带天线是通过金属贴片的四周与接地板之间的缝隙将贴片与接地板之间激励起的电磁波辐射出去。金属贴片的形状多种多样，常见的有矩形、圆形等。微带天线具有体积小、结构简单、易于批量加工等优点，广泛的应用于雷达监测和无线通信等领域。微带天线的分类方式有很多种。按照金属贴片的形状可分为矩形微带天线、圆形微带天线、环形微带天线。按照天线的结构特征大致可以分为四类：微带振子天线、微带贴片天线、微带线形天线以及微带缝隙天线。金属贴片为规则形状的单元如矩形、圆形时称为微带贴片天线。导体贴片为细窄长条形的振子时称为微带振子天线。金属贴片为微带线的变形时称为微带线形天线。微带缝隙天线是在接地板上开缝隙，介质基板另一侧的微带线进行馈电。
随着通信、定位、测绘等技术的发展，天线作为无线通信***中接收机和发射机的组成部件也逐渐成为人们研究的热点。各种不同移动通信***和多频段导航定位***的出现，对天线提出了多频段工作特性的要求，因此研制双频或多频天线具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种环形双频方形槽共面贴片天线。
环形双频方形槽共面贴片天线包括基板、环形贴片、半圆形金属片、阻抗匹配输入传输线、左L形金属接地板、右L形金属接地板、左上L形金属片、右下L形金属片、矩形金属片；基板上设有环形贴片、半圆形金属片、阻抗匹配输入传输线、左L形金属接地板、右L形金属接地板、左上L形金属片、右下L形金属片、矩形金属片；阻抗匹配输入传输线的顶端与环形贴片相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，半圆形金属片与阻抗匹配输入传输线的右上侧相连，左L形金属接地板和右L形金属接地板分别对称布置在阻抗匹配输入传输线的左右两侧，左上L形金属片的左端与左L形金属接地板相连，左上L形金属片的上端与矩形金属片相连，右下L形金属片的下端和右端均与右L形金属接地板相连，矩形金属片的顶端与基板的顶端相连。
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25mm～26mm。所述的环形贴片的外半径为3.8mm～4.0mm，内半径为1.8mm～2.0mm；所述的半圆形金属片的半径为1.5mm～1.8mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为8mm～9mm，宽度为3mm～4mm。所述的左L形金属接地板和右L形金属接地板的尺寸参数相同，总长度为10.7 mm～11.0mm，总宽度为21.5 mm～22.0mm，金属宽度为3.5mm～4.0mm。所述的左上L形金属片和右下L形金属片的尺寸参数相同，总长度和总宽度均为5 mm～6mm，金属宽度为1.0mm～1.5mm。所述的矩形金属片的长度为25mm～26mm，宽度为3.5mm～4.0mm。
本发明的环形双频方形槽共面贴片天线具有辐射特性好，损耗低，双频带，结构简单，制作方便，尺寸小型及易于集成等优点。
附图说明：
图1是环形双频方形槽共面贴片天线的结构示意图；
图2是环形双频方形槽共面贴片天线的S参数曲线图；
图3是天线在3.50GHz时的E面辐射方向图；
图4是天线在3.50GHz时的H面辐射方向图；
图5是天线在9.90GHz时的E面辐射方向图；
图6是天线在9.90GHz时的H面辐射方向图；
图7是天线在3.50GHz时的表面电流分布图；
图8是天线在9.90GHz时的表面电流分布图。
具体实施方式
如图1所示，环形双频方形槽共面贴片天线包括基板1、环形贴片2、半圆形金属片3、阻抗匹配输入传输线4、左L形金属接地板5、右L形金属接地板6、左上L形金属片7、右下L形金属片8、矩形金属片9；基板1上设有环形贴片2、半圆形金属片3、阻抗匹配输入传输线4、左L形金属接地板5、右L形金属接地板6、左上L形金属片7、右下L形金属片8、矩形金属片9；阻抗匹配输入传输线4的顶端与环形贴片2相连，阻抗匹配输入传输线4的底端与基板1的底端相连，半圆形金属片3与阻抗匹配输入传输线4的右上侧相连，左L形金属接地板5和右L形金属接地板6分别对称布置在阻抗匹配输入传输线4的左右两侧，左上L形金属片7的左端与左L形金属接地板5相连，左上L形金属片7的上端与矩形金属片9相连，右下L形金属片8的下端和右端均与右L形金属接地板6相连，矩形金属片9的顶端与基板1的顶端相连。
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25mm～26mm。所述的环形贴片2的外半径为3.8mm～4.0mm，内半径为1.8mm～2.0mm；所述的半圆形金属片3的半径为1.5mm～1.8mm。所述的阻抗匹配输入传输线4的长度为8mm～9mm，宽度为3mm～4mm。所述的左L形金属接地板5和右L形金属接地板6的尺寸参数相同，总长度为10.7 mm～11.0mm，总宽度为21.5 mm～22.0mm，金属宽度为3.5mm～4.0mm。所述的左上L形金属片7和右下L形金属片8的尺寸参数相同，总长度和总宽度均为5 mm～6mm，金属宽度为1.0mm～1.5mm。所述的矩形金属片9的长度为25mm～26mm，宽度为3.5mm～4.0mm。
实施例1
环形双频方形槽共面贴片天线：
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0.8mm。基板的长度和宽度均为25mm。环形贴片的外半径为3.8mm，内半径为1.8mm；半圆形金属片的半径为1.5mm。阻抗匹配输入传输线的长度为8mm，宽度为3mm。左L形金属接地板和右L形金属接地板的尺寸参数相同，总长度为10.7 mm，总宽度为21.5 mm，金属宽度为3.5mm。左上L形金属片和右下L形金属片的尺寸参数相同，总长度和总宽度均为5 mm，金属宽度为1.0mm。矩形金属片的长度为25mm，宽度为3.5mm。环形双频方形槽共面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2。由图可见，-10dB以下的工作频段为3.148GHz～4.458GHz和9.318GHz～10.411GHz。图3-4所示为天线在3.50GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为3.4dBi，半功率波瓣宽度为85.5°。图5-6所示为天线在9.90GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为5.9dBi，半功率波瓣宽度为60.5°。图7-8所示为天线分别在3.50GHz和9.90GHz时的表面电流分布图。

Claims (7)

1.一种环形双频方形槽共面贴片天线，其特征在于包括基板（1）、环形贴片（2）、半圆形金属片（3）、阻抗匹配输入传输线（4）、左L形金属接地板（5）、右L形金属接地板（6）、左上L形金属片（7）、右下L形金属片（8）、矩形金属片（9）；基板（1）上设有环形贴片（2）、半圆形金属片（3）、阻抗匹配输入传输线（4）、左L形金属接地板（5）、右L形金属接地板（6）、左上L形金属片（7）、右下L形金属片（8）、矩形金属片（9）；阻抗匹配输入传输线（4）的顶端与环形贴片（2）相连，阻抗匹配输入传输线（4）的底端与基板（1）的底端相连，半圆形金属片（3）与阻抗匹配输入传输线（4）的右上侧相连，左L形金属接地板（5）和右L形金属接地板（6）分别对称布置在阻抗匹配输入传输线（4）的左右两侧，左上L形金属片（7）的左端与左L形金属接地板（5）相连，左上L形金属片（7）的上端与矩形金属片（9）相连，右下L形金属片（8）的下端和右端均与右L形金属接地板（6）相连，矩形金属片（9）的顶端与基板（1）的顶端相连。
2.如权利要求1所述的一种环形双频方形槽共面贴片天线，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25mm～26mm。
3.如权利要求1所述的一种环形双频方形槽共面贴片天线，其特征在于所述的环形贴片（2）的外半径为3.8mm～4.0mm，内半径为1.8mm～2.0mm；所述的半圆形金属片（3）的半径为1.5mm～1.8mm。
4.如权利要求1所述的一种环形双频方形槽共面贴片天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（4）的长度为8mm～9mm，宽度为3mm～4mm。
5.如权利要求1所述的一种环形双频方形槽共面贴片天线，其特征在于所述的左L形金属接地板（5）和右L形金属接地板（6）的尺寸参数相同，长度为10.7  mm～11.0mm，宽度为21.5  mm～22.0mm，金属宽度为3.5mm～4.0mm。
6.如权利要求1所述的一种环形双频方形槽共面贴片天线，其特征在于所述的左上L形金属片（7）和右下L形金属片（8）的尺寸参数相同，长度和宽度均为5  mm～6mm，金属宽度为1.0mm～1.5mm。
7.如权利要求1所述的一种环形双频方形槽共面贴片天线，其特征在于所述的矩形金属片（9）的长度为25mm～26mm，宽度为3.5mm～4.0mm。
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Denomination of invention: Annular double-frequency square groove coplanar patch antenna

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Granted publication date: 20150916

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