CN103794875B - 对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线。它包括基板、半圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左四分之一圆金属接地板、右四分之一圆金属接地板、左矩形金属片、右矩形金属片、中矩形金属片，半圆形贴片的顶端与基板的顶端相连，半圆形贴片中上位置设有大矩形开槽，阻抗匹配输入传输线上设有小矩形开槽，左矩形金属片和右矩形金属片对称设置在大矩形开槽的内部底端，中矩形金属片设置在小矩形开槽的内部中间底端，左四分之一圆金属接地板和右四分之一圆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。本发明具有辐射特性好，双频带，结构简单紧凑，质量轻，制作方便，尺寸小型及易于集成等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线。
背景技术
无线通信尤其是移动通信的快速发展使得研发无线设备成为当今社会的热点。天线是基站终端盒设备终端的关键部件之一。天线的用处是进行自由空间中传播的电磁波与电路中的电磁信号之间的转换，因此，整个***的通信质量直接受天线性能的好坏影响。微带贴片天线具有重量轻、体积小、成本低、容易加工等优势，所以在民用方面有着广泛的应用背景。G.A.Deschamps在1953年就提出了微带天线的概念，易见的一种微带天线是在一个不厚的介质基板上，一边镶上金属的薄层当作接地板，另外一边利用光刻腐蚀等等一些方法形成一定形状的金属辐射贴片，用轴线探针和微带线对贴片进行馈电，就是微带天线。贴片形状是多种多样的，实际应用中由于某些特殊的性能要求和安装条件的限制，必须用到其他形状的微带贴片天线。为使微带天线适用于各种特殊用途，对各种几何形状的微带贴片天线进行分析就具有相当的重要性。
随着个人通信和无线网络技术的快速发展，天线作为无线通信***的关键部件也面临了小型化、宽频带、多频段等工作要求。微带天线具有体积小、低剖面、易制造和容易与微波电路集成等优点，能够很好的满足***的需求。因此对微带天线的研究主要集中在小型化、多频段、宽频带、多极化和高增益等方面。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线。
对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线包括基板、半圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左四分之一圆金属接地板、右四分之一圆金属接地板、左矩形金属片、右矩形金属片、中矩形金属片，基板上设有半圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左四分之一圆金属接地板、右四分之一圆金属接地板、左矩形金属片、右矩形金属片和中矩形金属片，半圆形贴片的顶端与基板的顶端相连，半圆形贴片中上位置设有大矩形开槽，阻抗匹配输入传输线的顶端与半圆形贴片的底端相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，阻抗匹配输入传输线上部设有小矩形开槽，小矩形开槽的顶端与大矩形开槽的底端相连，左矩形金属片和右矩形金属片对称设置在大矩形开槽的内部底端，中矩形金属片设置在小矩形开槽的内部中间，左四分之一圆金属接地板和右四分之一圆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，左四分之一圆金属接地板的底端和右四分之一圆金属接地板的底端均与基板的底端相连。
所述的基板为罗杰斯材料，基板的长度28mm～29mm，宽度为28.5mm～29.0mm。所述的半圆形贴片半径为14mm～15mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为14.6mm～14.8mm，宽度为2mm～3mm。所述的左四分之一圆金属接地板和右四分之一圆金属接地板的尺寸参数相同，半径均为12.5mm～13.0mm。所述的大矩形开槽长度为13.2mm～13.5mm，宽度为6mm～7mm；所述的小矩形开槽长度为5.2mm～5.4mm，宽度为1.1mm～1.2mm。所述的左矩形金属片和右矩形金属片的尺寸参数相同，长度为5.6mm～5.8mm，宽度为0.4mm～0.5mm；左矩形金属片和右矩形金属片之间的距离为3.0mm～3.5mm。所述的中矩形金属片的长度为5.2mm～5.4mm，宽度为0.3mm～0.5mm。
本发明的对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线具有辐射特性好，双频带，结构简单紧凑，质量轻，制作方便，尺寸小型及易于集成等优点。
附图说明：
图1是对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线的结构示意图；
图2是对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线的S参数曲线图；
图3是天线在2.90GHz时的E面辐射方向图；
图4是天线在2.90GHz时的H面辐射方向图；
图5是天线在5.54GHz时的E面辐射方向图；
图6是天线在5.54GHz时的H面辐射方向图；
图7是天线在2.90GHz时的表面电流分布图；
图8是天线在5.54GHz时的表面电流分布图。
具体实施方式
如图1所示，对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线包括基板1、半圆形贴片2、阻抗匹配输入传输线3、左四分之一圆金属接地板4、右四分之一圆金属接地板5、左矩形金属片8、右矩形金属片9、中矩形金属片10，基板1上设有半圆形贴片2、阻抗匹配输入传输线3、左四分之一圆金属接地板4、右四分之一圆金属接地板5、左矩形金属片8、右矩形金属片9和中矩形金属片10，半圆形贴片2的顶端与基板1的顶端相连，半圆形贴片2中上位置设有大矩形开槽6，阻抗匹配输入传输线3的顶端与半圆形贴片2的底端相连，阻抗匹配输入传输线3的底端与基板1的底端相连，阻抗匹配输入传输线3上部设有小矩形开槽7，小矩形开槽7的顶端与大矩形开槽6的底端相连，左矩形金属片8和右矩形金属片9对称设置在大矩形开槽6的内部底端，中矩形金属片10设置在小矩形开槽7的内部中间，左四分之一圆金属接地板4和右四分之一圆金属接地板5分别对称布置在阻抗匹配输入传输线3的左右两侧，左四分之一圆金属接地板4的底端和右四分之一圆金属接地板5的底端均与基板1的底端相连。
所述的基板1为罗杰斯材料，基板1的长度28mm～29mm，宽度为28.5mm～29.0mm。所述的半圆形贴片2半径为14mm～15mm。所述的阻抗匹配输入传输线3的长度为14.6mm～14.8mm，宽度为2mm～3mm。所述的左四分之一圆金属接地板4和右四分之一圆金属接地板5的尺寸参数相同，半径均为12.5mm～13.0mm。所述的大矩形开槽6长度为13.2mm～13.5mm，宽度为6mm～7mm；所述的小矩形开槽7长度为5.2mm～5.4mm，宽度为1.1mm～1.2mm。所述的左矩形金属片8和右矩形金属片9的尺寸参数相同，长度为5.6mm～5.8mm，宽度为0.4mm～0.5mm；左矩形金属片8和右矩形金属片9之间的距离为3.0mm～3.5mm。所述的中矩形金属片10的长度为5.2mm～5.4mm，宽度为0.3mm～0.5mm。
实施例1
对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线：
选择介电常数为10.2的罗杰斯材料制作微带基板，厚度为0.65mm。基板的长度28mm，宽度为28.5mm。半圆形贴片半径为14mm。阻抗匹配输入传输线的长度为14.6mm，宽度为2mm。左四分之一圆金属接地板和右四分之一圆金属接地板的尺寸参数相同，半径均为12.5mm。大矩形开槽长度为13.2mm，宽度为6mm；小矩形开槽长度为5.2mm，宽度为1.1mm。左矩形金属片和右矩形金属片的尺寸参数相同，长度为5.6mm，宽度为0.4mm；左矩形金属片和右矩形金属片之间的距离为3.0mm。中矩形金属片的长度为5.2mm，宽度为0.3mm。对称半圆开槽形双频共面微带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2.61GHz～3.35GHz和5.47GHz～5.76GHz。图3-4所示为天线在2.90GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为2.2dBi，半功率波瓣宽度为84.5°。图5-6所示为天线在5.54GHz时的E面和H面方向图，由图可见，天线的增益为2.8dBi，半功率波瓣宽度为76.1°。图7-8所示为天线分别在2.90GHz和5.54GHz时的表面电流分布图。
Claims (1)
1.一种对称半圆开槽形双频共面微带贴片天线，其特征在于包括基板（1）、半圆形贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、左四分之一圆金属接地板（4）、右四分之一圆金属接地板（5）、左矩形金属片（8）、右矩形金属片（9）、中矩形金属片（10），基板（1）上设有半圆形贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、左四分之一圆金属接地板（4）、右四分之一圆金属接地板（5）、左矩形金属片（8）、右矩形金属片（9）和中矩形金属片（10），半圆形贴片（2）的顶端与基板（1）的顶端相连，半圆形贴片（2）中上位置设有大矩形开槽（6），大矩形开槽（6）延伸至半圆形贴片（2）的上边缘;阻抗匹配输入传输线（3）的顶端与半圆形贴片（2）的底端相连，阻抗匹配输入传输线（3）的底端与基板（1）的底端相连，阻抗匹配输入传输线（3）上部设有小矩形开槽（7），小矩形开槽（7）的顶端与大矩形开槽（6）的底端相连，左矩形金属片（8）和右矩形金属片（9）对称设置在大矩形开槽（6）的内部底端，中矩形金属片（10）设置在小矩形开槽（7）的内部中间，左四分之一圆金属接地板（4）和右四分之一圆金属接地板（5）分别对称布置在阻抗匹配输入传输线（3）的左右两侧，左四分之一圆金属接地板（4）的底端和右四分之一圆金属接地板（5）的底端均与基板（1）的底端相连；所述的基板（1）为罗杰斯材料，基板（1）的长度28mm～29mm，宽度为28.5mm～29.0mm；所述的半圆形贴片（2）半径为14mm～15mm；所述的阻抗匹配输入传输线（3）的长度为14.6mm～14.8mm，宽度为2mm～3mm；所述的左四分之一圆金属接地板（4）和右四分之一圆金属接地板（5）的尺寸参数相同，半径均为12.5mm～13.0mm；所述的大矩形开槽（6）长度为13.2mm～13.5mm，宽度为6mm～7mm；所述的小矩形开槽（7）长度为5.2mm～5.4mm，宽度为1.1mm～1.2mm；所述的左矩形金属片（8）和右矩形金属片（9）的尺寸参数相同，长度为5.6mm～5.8mm，宽度为0.4mm～0.5mm；左矩形金属片（8）和右矩形金属片（9）之间的距离为3.0mm～3.5mm；所述的中矩形金属片（10）的长度为5.2mm～5.4mm，宽度为0.3mm～0.5mm。
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