CN103794861B

CN103794861B - 牛角弯道形微带天线

Info

Publication number: CN103794861B
Application number: CN201410022150.2A
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: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2034-01-18
Also published as: CN103794861A

Abstract

本发明公开了一种牛角弯道形微带天线。它包括基板、左倒L形辐射贴片、右倒L形辐射贴片、左勾形辐射贴片、右勾形辐射贴片、左四分之一圆环形辐射贴片、右四分之一圆环形辐射贴片、弯道形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左上矩形贴片、右上矩形贴片、左回字形贴片、右回字形贴片、左矩形贴片、右矩形贴片、矩形金属接地板；左回字形贴片的一端与左上矩形贴片相连，左回字形贴片的另一端与左矩形贴片一端相连，右回字形贴片的一端与右上矩形贴片相连，右回字形贴片的另一端与右矩形贴片一端相连，矩形金属接地板的另一端与基板的底端相连。本发明具有辐射特性好、双频段、结构简单、体小、质量轻、制作方便及易于集成等优点。

Description

牛角弯道形微带天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及一种牛角弯道形微带天线。

背景技术

微带天线是在微带电路出现后发展起来的一种新型天线。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。这种天线有薄的平面结构，便于共形，制造简单，成本低。通过选择特定的贴片形状和馈电方式可以获得所需的谐振频率、极化、模式、阻抗。同时可以通过在贴片和介质基片间加负载调整谐振频率、极化、模式、阻抗等各参量。

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，提供一种牛角弯道形微带天线。

牛角弯道形微带天线包括基板、左倒L形辐射贴片、右倒L形辐射贴片、左勾形辐射贴片、右勾形辐射贴片、左四分之一圆环形辐射贴片、右四分之一圆环形辐射贴片、弯道形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左上矩形贴片、右上矩形贴片、左回字形贴片、右回字形贴片、左矩形贴片、右矩形贴片、矩形金属接地板；基板的上表面设有左倒L形辐射贴片、右倒L形辐射贴片、左勾形辐射贴片、右勾形辐射贴片、左四分之一圆环形辐射贴片、右四分之一圆环形辐射贴片、弯道形辐射贴片、阻抗匹配输入传输线，基板的下表面设有左上矩形贴片、右上矩形贴片、左回字形贴片、右回字形贴片、左矩形贴片、右矩形贴片、矩形金属接地板；左勾形辐射贴片的一端与左倒L形辐射贴片相连，左勾形辐射贴片的另一端与左四分之一圆环形辐射贴片一端相连，右勾形辐射贴片的一端与右倒L形辐射贴片相连，右勾形辐射贴片的另一端与右四分之一圆环形辐射贴片一端相连，左四分之一圆环形辐射贴片另一端和右四分之一圆环形辐射贴片另一端分别与弯道形辐射贴片两端相连，阻抗匹配输入传输线的一端与弯道形辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的另一端与基板的底端相连；左回字形贴片的一端与左上矩形贴片相连，左回字形贴片的另一端与左矩形贴片一端相连，右回字形贴片的一端与右上矩形贴片相连，右回字形贴片的另一端与右矩形贴片一端相连，左矩形贴片另一端和右矩形贴片另一端分别与矩形金属接地板一端相连，矩形金属接地板的另一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，基板的长度为100mm～102mm，宽度为34mm～36mm。所述的左倒L形辐射贴片和右倒L形辐射贴片的尺寸参数相同，总长度均为13.5mm～14.5mm，总高度均为6mm～7mm，宽度均为1.2mm～1.5mm。所述的左勾形辐射贴片和右勾形辐射贴片的尺寸参数相同，总长度均为60mm～62mm，总高度均为3mm～3.5mm，宽度均为0.3mm～0.5mm。所述的左四分之一圆环形辐射贴片和右四分之一圆环形辐射贴片的尺寸参数相同，外半径均为4mm～4.5mm，宽度均为0.5mm～0.7mm。所述的弯道形辐射贴片的总长度为21.5mm～23.5mm，总高度为20mm～22mm，圆弯道半径为0.5mm～0.7mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为6mm～7mm，宽度为2mm～3mm。所述的左上矩形贴片和右上矩形贴片的尺寸参数相同，长度均为3.5mm～4.5mm，宽度均为3mm～4mm。所述的左回字形贴片和右回字形贴片的尺寸参数相同，总长度均为31mm～33mm，总高度均为10mm～11mm，宽度均为2mm～3mm。所述的左矩形贴片和右矩形贴片的尺寸参数相同，长度均为30mm～32mm，宽度均为3.6mm～4.5mm；矩形金属接地板的长度为36mm～38mm，宽度为26mm～28mm。

本发明的牛角弯道形微带天线具有辐射特性好、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。

附图说明

图1是牛角弯道形微带天线的正面结构示意图；

图2是牛角弯道形微带天线的背面结构示意图；

图3是牛角弯道形微带天线的S参数曲线图；

图4是天线在10.3GHz时的E面辐射方向图；

图5是天线在10.3GHz时的H面辐射方向图；

图6是天线在14.3GHz时的E面辐射方向图；

图7是天线在14.3GHz时的H面辐射方向图。

具体实施方式

如图1~2所示，牛角弯道形微带天线包括基板1、左倒L形辐射贴片2、右倒L形辐射贴片3、左勾形辐射贴片4、右勾形辐射贴片5、左四分之一圆环形辐射贴片6、右四分之一圆环形辐射贴片7、弯道形辐射贴片8、阻抗匹配输入传输线9、左上矩形贴片10、右上矩形贴片11、左回字形贴片12、右回字形贴片13、左矩形贴片14、右矩形贴片15、矩形金属接地板16；基板1的上表面设有左倒L形辐射贴片2、右倒L形辐射贴片3、左勾形辐射贴片4、右勾形辐射贴片5、左四分之一圆环形辐射贴片6、右四分之一圆环形辐射贴片7、弯道形辐射贴片8、阻抗匹配输入传输线9，基板1的下表面设有左上矩形贴片10、右上矩形贴片11、左回字形贴片12、右回字形贴片13、左矩形贴片14、右矩形贴片15、矩形金属接地板16；左勾形辐射贴片4的一端与左倒L形辐射贴片2相连，左勾形辐射贴片4的另一端与左四分之一圆环形辐射贴片6一端相连，右勾形辐射贴片5的一端与右倒L形辐射贴片3相连，右勾形辐射贴片5的另一端与右四分之一圆环形辐射贴片7一端相连，左四分之一圆环形辐射贴片6另一端和右四分之一圆环形辐射贴片7另一端分别与弯道形辐射贴片8两端相连，阻抗匹配输入传输线9的一端与弯道形辐射贴片8相连，阻抗匹配输入传输线9的另一端与基板1的底端相连；左回字形贴片12的一端与左上矩形贴片10相连，左回字形贴片12的另一端与左矩形贴片14一端相连，右回字形贴片13的一端与右上矩形贴片11相连，右回字形贴片13的另一端与右矩形贴片15一端相连，左矩形贴片14另一端和右矩形贴片15另一端分别与矩形金属接地板16一端相连，矩形金属接地板16的另一端与基板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的长度为100mm～102mm，宽度为34mm～36mm。所述的左倒L形辐射贴片2和右倒L形辐射贴片3的尺寸参数相同，总长度均为13.5mm～14.5mm，总高度均为6mm～7mm，宽度均为1.2mm～1.5mm。所述的左勾形辐射贴片4和右勾形辐射贴片5的尺寸参数相同，总长度均为60mm～62mm，总高度均为3mm～3.5mm，宽度均为0.3mm～0.5mm。所述的左四分之一圆环形辐射贴片6和右四分之一圆环形辐射贴片7的尺寸参数相同，外半径均为4mm～4.5mm，宽度均为0.5mm～0.7mm。所述的弯道形辐射贴片8的总长度为21.5mm～23.5mm，总高度为20mm～22mm，圆弯道半径为0.5mm～0.7mm。所述的阻抗匹配输入传输线9的长度为6mm～7mm，宽度为2mm～3mm。所述的左上矩形贴片10和右上矩形贴片11的尺寸参数相同，长度均为3.5mm～4.5mm，宽度均为3mm～4mm。所述的左回字形贴片12和右回字形贴片13的尺寸参数相同，总长度均为31mm～33mm，总高度均为10mm～11mm，宽度均为2mm～3mm。所述的左矩形贴片14和右矩形贴片15的尺寸参数相同，长度均为30mm～32mm，宽度均为3.6mm～4.5mm；矩形金属接地板16的长度为36mm～38mm，宽度为26mm～28mm。

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100mm，宽度为34mm。左倒L形辐射贴片和右倒L形辐射贴片的尺寸参数相同，总长度均为13.5mm，总高度均为6mm，宽度均为1.2mm。左勾形辐射贴片和右勾形辐射贴片的尺寸参数相同，总长度均为60mm，总高度均为3mm，宽度均为0.3mm。左四分之一圆环形辐射贴片和右四分之一圆环形辐射贴片的尺寸参数相同，内半径均为4mm，宽度均为0.5mm。弯道形辐射贴片的总长度为21.5mm，总高度为20mm，圆弯道半径为0.5mm。阻抗匹配输入传输线的长度为6mm，宽度为2mm。左上矩形贴片和右上矩形贴片的尺寸参数相同，长度均为3.5mm，宽度均为3mm。左回字形贴片和右回字形贴片的尺寸参数相同，总长度均为31mm～5.5mm，总高度均为10mm，宽度均为2mm。左矩形贴片和右矩形贴片的尺寸参数相同，长度均为30mm，宽度均为3.6mm；矩形金属接地板的长度为36mm，宽度为26mm。牛角弯道形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以下的工作频段为10GHz～10.6GHz和12.2GHz～15.2GHz。图4-5所示为天线在10.3GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为10.3GHz时，增益为6.8dBi，半功率波瓣宽度为14.1°。图6-7所示为天线在14.3GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为14.3GHz时，增益为8.3dBi，半功率波瓣宽度为66.1°。

Claims

1.一种牛角弯道形微带天线，其特征在于包括基板（1）、左倒L形辐射贴片（2）、右倒L形辐射贴片（3）、左勾形辐射贴片（4）、右勾形辐射贴片（5）、左四分之一圆环形辐射贴片（6）、右四分之一圆环形辐射贴片（7）、弯道形辐射贴片（8）、阻抗匹配输入传输线（9）、左上矩形贴片（10）、右上矩形贴片（11）、左回字形贴片（12）、右回字形贴片（13）、左矩形贴片（14）、右矩形贴片（15）、矩形金属接地板（16）；基板（1）的上表面设有左倒L形辐射贴片（2）、右倒L形辐射贴片（3）、左勾形辐射贴片（4）、右勾形辐射贴片（5）、左四分之一圆环形辐射贴片（6）、右四分之一圆环形辐射贴片（7）、弯道形辐射贴片（8）、阻抗匹配输入传输线（9），基板（1）的下表面设有左上矩形贴片（10）、右上矩形贴片（11）、左回字形贴片（12）、右回字形贴片（13）、左矩形贴片（14）、右矩形贴片（15）、矩形金属接地板（16）；左勾形辐射贴片（4）的一端与左倒L形辐射贴片（2）相连，左勾形辐射贴片（4）的另一端与左四分之一圆环形辐射贴片（6）一端相连，右勾形辐射贴片（5）的一端与右倒L形辐射贴片（3）相连，右勾形辐射贴片（5）的另一端与右四分之一圆环形辐射贴片（7）一端相连，左四分之一圆环形辐射贴片（6）另一端和右四分之一圆环形辐射贴片（7）另一端分别与弯道形辐射贴片（8）两端相连，阻抗匹配输入传输线（9）的一端与弯道形辐射贴片（8）相连，阻抗匹配输入传输线（9）的另一端与基板（1）的底端相连；左回字形贴片（12）的一端与左上矩形贴片（10）相连，左回字形贴片（12）的另一端与左矩形贴片（14）一端相连，右回字形贴片（13）的一端与右上矩形贴片（11）相连，右回字形贴片（13）的另一端与右矩形贴片（15）一端相连，左矩形贴片（14）另一端和右矩形贴片（15）另一端分别与矩形金属接地板（16）一端相连，矩形金属接地板（16）的另一端与基板（1）的底端相连。

2.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，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100mm～102mm，宽度为34mm～36mm。

3.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的左倒L形辐射贴片（2）和右倒L形辐射贴片（3）的尺寸参数相同，总长度均为13.5mm～14.5mm，总高度均为6mm～7mm，宽度均为1.2mm～1.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的左勾形辐射贴片（4）和右勾形辐射贴片（5）的尺寸参数相同，总长度均为60mm～62mm，总高度均为3mm～3.5mm，宽度均为0.3mm～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的左四分之一圆环形辐射贴片（6）和右四分之一圆环形辐射贴片（7）的尺寸参数相同，外半径均为4mm～4.5mm，宽度均为0.5mm～0.7mm。

6.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的弯道形辐射贴片（8）的总长度为21.5mm～23.5mm，总高度为20mm～22mm，圆弯道半径为0.5mm～0.7mm。

7.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（9）的长度为6mm～7mm，宽度为2mm～3mm。

8.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的左上矩形贴片（10）和右上矩形贴片（11）的尺寸参数相同，长度均为3.5mm～4.5mm，宽度均为3mm～4mm。

9.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的左回字形贴片（12）和右回字形贴片（13）的尺寸参数相同，总长度均为31mm～33mm，总高度均为10mm～11mm，宽度均为2mm～3mm。

10.根据权利要求1所述的一种牛角弯道形微带天线，其特征在于所述的左矩形贴片（14）和右矩形贴片（15）的尺寸参数相同，长度均为30mm～32mm，宽度均为3.6mm～4.5mm；所述的矩形金属接地板（16）的长度为36mm～38mm，宽度为26mm～28mm。