CN204361258U - 一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线 - Google Patents
一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204361258U CN204361258U CN201420823379.1U CN201420823379U CN204361258U CN 204361258 U CN204361258 U CN 204361258U CN 201420823379 U CN201420823379 U CN 201420823379U CN 204361258 U CN204361258 U CN 204361258U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rectangular patch
- jaggy
- patch
- paster
- medium substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,包括介质基板、辐射贴片和接地板,辐射贴片和接地板沿介质基板中心线对称布置,接地板在介质基板背面下方,所述辐射贴片包括第一横矩形贴片、带有缺口的矩形环贴片、带有缺口的圆环形贴片、第一竖矩形贴片、第二竖矩形贴片、第三竖矩形贴片和第二横矩形贴片,所述接地板由横矩形板和带有圆形缺陷块的拱形板拼接而。该实用新型提供的三频微带天线质量轻、体积小,能有效降低回波损耗,发射较高的频段带宽,同时具有多频段特性及稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于天线领域,具体涉及一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线。
背景技术
目前在无线通信技术领域,实现多频的方法有两种:一种是利用超宽带天线将所有频段全部覆盖,但是该方法仅仅适用于多个频段相距比较近的情况,有很大的局限性;另一种方法是让***中的天线分别独立覆盖这些频段,此方法比较常见,但是存在很多技术难点,如天线单元之间的互耦与干扰问题,且占用空间加大。所以我们希望能够在单天线上实现双频或多频,从而避免天线之间相互干扰的问题。
缺陷接地结构(Defected Ground Structure,DGS),是微波领域新近发展的热门技术之一,它是由光子带隙结构发展而来。该结构通过在微带线等传输线接地平面上蚀刻周期性或非周期性图形,来改变接地电流的分布,从而改变传输线的频率特性,可实现激发谐振频率,抑制谐波,增加带宽等作用。缺陷接地结构在微波电路和天线设计中有着十分广泛的应用。
微带天线具有质量轻、体积小、易于制作等优点。但是普通的微带天线一般尺寸较大,频率单一、频带较窄、损耗较高。为此微带天线在降低回波损耗、增加天线带宽和减小尺寸等方面有待改进。
实用新型内容
本实用新型目的之一在于提供一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,本实用新型提供的三频微带天线质量轻、体积小,能有效降低回波损耗,发射较高的频段带宽,同时具有多频段特性及稳定性。
本实用新型提供的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,包括介质基板、辐射贴片和接地板,辐射贴片和接地板沿介质基板中心线对称布置,辐射贴片位于介质基板上表面,接地板在介质基板背面下方,所述辐射贴片包括第一横矩形贴片、带有缺口的矩形环贴片、带有缺口的圆环形贴片、第一竖矩形贴片、第二竖矩形贴片、第三竖矩形贴片和第二横矩形贴片,所述接地板由横矩形板和带有圆形缺陷块的拱形板拼接而成;
第一横矩形贴片位于带有缺口的矩形环贴片正上端,带有缺口的圆环形贴片的下段缺口两端分别与第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上端相连接,带有缺口的矩形环贴片的下端缺口两端分别与第一竖矩形贴片的左侧和第二竖矩形贴片的右侧衔接,第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上部分和带有缺口的圆环形贴片位于带有缺口的矩形环贴片内侧,第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的底端与第二横矩形贴片相连,第一竖矩形贴片的左侧与第二竖矩形贴片的右侧的距离与第二横矩形贴片的长度相等,第二横矩形贴片的中上端连接第三竖矩形贴片,下端与介质基板下端重合。
进一步的,介质基板为FR4环氧板,相对介电常数εr为4.4,介质损耗为0.02,特性阻抗为50Ω。
进一步的,介质基板的长L为38mm,宽W为23mm,厚为1.6mm。
进一步的,第一横矩形贴片的长L1为1mm,宽W1为3.6mm;带有缺口的矩形环贴片的上端的边宽L2为0.8mm,带有缺口的矩形环贴片的左端距离第一横矩形贴片左端的距离W7为7.75mm,带有缺口的矩形环贴片的左右两边的宽W6为0.5mm,带有缺口的矩形环贴片内侧的长L3为20.4mm,宽W2为18.1mm,带有缺口的矩形环贴片的下端的边宽L4为0.9mm,带有缺口的矩形环贴片的右端距离第二竖矩形贴片右侧的距离W3为7.6mm,带有缺口的矩形环贴片下端外侧距离介质基板下端的距离L6为9.2mm;带有缺口的圆环形贴片的内半径R2为4mm,外半径R1为5mm,圆心距离介质基板下端的距离L8为22mm;第一竖矩形贴片的上端距离带有缺口的矩形环贴片下端内侧的距离L7为7.3mm,第二竖矩形贴片的宽W5为0.95mm,第二横矩形贴片的长Wf为3.9mm,宽Lf为3.6mm;第三竖矩形贴片长L5为6.4mm,宽W4为1mm。
进一步的,接地板2中的横矩形板的长与介质基板的宽W长度相等为23mm,宽Lg为1.5mm;接地板2中的拱形板的半径R4为6.8mm,;圆形缺陷块半径R3为2mm,圆形缺陷块的圆心与拱形板的圆心重合,圆形缺陷块的下端距离接地板底端的距离Ld为1.5mm
本实用新型的有益效果为,该三频微带天线质量轻、体积小,能有效降低回波损耗,发射较高的频段带宽,同时具有多频段性及稳定性。
附图说明
图1所示为本实用新型天线正面结构示意图。
图2所示为本实用新型天线背面结构示意图。
图3所示为本实用新型天线正面各项参数示意图。
图4所示为本实用新型天线背面各项参数示意图。
图5所示为本实用新型天线的回波损耗特征曲线图。
图6所示为本实用新型天线在2.45GHz时在E平面的辐射方向图。
图7所示为本实用新型天线在2.45GHz时在H平面的辐射方向图。
图8所示为本实用新型天线在3.5GHz时在E平面的辐射方向图。
图9所示为本实用新型天线在3.5GHz时在H平面的辐射方向图。
图10所示为本实用新型天线在5.5GHz时在E平面的辐射方向图。
图11所示为本实用新型天线在5.5GHz时在H平面的辐射方向图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例详细描述本实用新型。应当注意的是,下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的,它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
图1所示为本实用新型天线正面结构示意图。
图2所示为本实用新型天线背面结构示意图。
如图1和图2所示,本实用新型提供的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,包括介质基板1、辐射贴片和接地板2,辐射贴片和接地板2沿介质基板中心线对称布置,辐射贴片位于介质基板1上表面,接地板2在介质基板1背面下方,所述辐射贴片包括第一横矩形贴片3、带有缺口的矩形环贴片4、带有缺口的圆环形贴片5、第一竖矩形贴片6、第二竖矩形贴片7、第三竖矩形贴片8和第二横矩形贴片9,所述接地板2由横矩形板和带有圆形缺陷块10的拱形板拼接而成;
第一横矩形贴片3位于带有缺口的矩形环贴片正上端,带有缺口的圆环形贴片的下段缺口两端分别与第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上端相连接,带有缺口的矩形环贴片的下端缺口两端分别与第一竖矩形贴片的左侧和第二竖矩形贴片的右侧衔接,第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上部分和带有缺口的圆环形贴片位于带有缺口的矩形环贴片内侧,第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的底端与第二横矩形贴片相连,第一竖矩形贴片的左侧与第二竖矩形贴片的右侧的距离与第二横矩形贴片的长度相等,第二横矩形贴片的中上端连接第三竖矩形贴片,下端与介质基板下端重合。
介质基板1为FR4环氧板,相对介电常数εr=4.4,介质损耗为0.02,馈电方式为微带线馈电,特性阻抗为50Ω。
缺陷地结构可以激发和改善谐振频率,增加阻抗带宽。本实用新型的缺陷地结构是通过在接地板的合适位置蚀刻由横矩形和等边三角形组成的缺陷块10得到的,因此天线共出现了三个频段且带宽较宽,匹配较好。本实用新型在没有增加整体体积的情况下得到了覆盖蓝牙、RFID、WLAN和WiMAX工作频段的天线。
应用高频仿真软件HFSS对不同天线结构参数进行仿真计算和优化设计,获得以下最佳尺寸和调谐的关系,如图3和图4:
图3所示为本实用新型天线正面各项参数示意图。
图4所示为本实用新型天线背面各项参数示意图。
介质基板的长L为34mm,宽W为23mm,厚为1.6mm;
第一横矩形贴片的长L1为1mm,宽W1为3.6mm;带有缺口的矩形环贴片的上端的边宽L2为0.8mm,带有缺口的矩形环贴片的左端距离第一横矩形贴片左端的距离W7为7.75mm,带有缺口的矩形环贴片的左右两边的宽W6为0.5mm,带有缺口的矩形环贴片内侧的长L3为20.4mm,宽W2为18.1mm,带有缺口的矩形环贴片的下端的边宽L4为0.9mm,带有缺口的矩形环贴片的右端距离第二竖矩形贴片右侧的距离W3为7.6mm,带有缺口的矩形环贴片下端外侧距离介质基板下端的距离L6为9.2mm;带有缺口的圆环形贴片的内半径R2为4mm,外半径R1为5mm,圆心距离介质基板下端的距离L8为22mm;第一竖矩形贴片的上端距离带有缺口的矩形环贴片下端内侧的距离L7为7.3mm,第二竖矩形贴片的宽W5为0.95mm,第二横矩形贴片的长Wf为3.9mm,宽Lf为3.6mm;第三竖矩形贴片长L5为6.4mm,宽W4为1mm。
接地板2中的横矩形板的长与介质基板的宽W长度相等为23mm,宽Lg为1.5mm;接地板2中的拱形板的半径R4为6.8mm,;圆形缺陷块半径R3为2mm,圆形缺陷块的圆心与拱形板的圆心重合,圆形缺陷块的下端距离接地板底端的距离Ld为1.5mm。
本实用新型提供的三频微带天线提供了0.1GHz、1.0GHz和1.26GHz三个阻抗带宽,工作频段分别为2.39~2.49GHz、3.22~4.22GHZ和4.63~5.89GHz,谐振频率分别为2.45GHz、3.5GHz和5.47GHz。图5所示为本实用新型天线的回波损耗特征曲线图,如图5所示,本实用新型的天线在谐振点处的回波损耗分别为-22.5dB,-45.7dB和-25.1dB,由此显示出天线良好的匹配特性。图6和图7分别是天线在2.45GHz时分别在E平面和H平面的辐射方向图,图8和图9分别是天线在3.5GHz时在E平面和H平面的辐射方向图,图10和图11分别是天线在5.5GHz时在E平面和H平面的辐射方向图。由图可知,该实用新型提供的三频微带天线的辐射方向图特性在所有的工作频段内相对稳定,具有良好的方向性。综上所述,缺陷地结构能够增加天线的带宽,使其具有多频段特性和良好的匹配特性及稳定性。
本文虽然已经给出了本实用新型的一些实施例,但是本领域的技术人员应当理解,在不脱离本实用新型精神的情况下,可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的,不应以本文的实施例作为本实用新型权利范围的限定。
Claims (5)
1.一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,包括介质基板、辐射贴片和接地板,所述辐射贴片和所述接地板沿介质基板中心线对称布置,所述辐射贴片位于所述介质基板上表面,所述接地板在所述介质基板背面下方,其特征在于,所述辐射贴片包括第一横矩形贴片、带有缺口的矩形环贴片、带有缺口的圆环形贴片、第一竖矩形贴片、第二竖矩形贴片、第三竖矩形贴片和第二横矩形贴片,所述接地板由横矩形板和带有圆形缺陷块的拱形板拼接而成;
所述第一横矩形贴片位于所述带有缺口的矩形环贴片正上端,所述带有缺口的圆环形贴片的下段缺口两端分别与所述第一竖矩形贴片和所述第二竖矩形贴片的上端相连接,所述带有缺口的矩形环贴片的下端缺口两端分别与所述第一竖矩形贴片的左侧和所述第二竖矩形贴片的右侧衔接,所述第一竖矩形贴片和所述第二竖矩形贴片的上部分和所述带有缺口的圆环形贴片位于所述带有缺口的矩形环贴片内侧,所述第一竖矩形贴片和所述第二竖矩形贴片的底端与所述第二横矩形贴片相连,所述第一竖矩形贴片的左侧与所述第二竖矩形贴片的右侧的距离与所述第二横矩形贴片的长度相等,所述第二横矩形贴片的中上端连接所述第三竖矩形贴片,下端与所述介质基板下端重合。
2.如权利要求1所述的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,其特征在于,所述介质基板为FR4环氧板,相对介电常数εr为4.4,介质损耗为0.02,特性阻抗为50Ω。
3.如权利要求1所述的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,其特征在于,所述介质基板的长L为38mm,宽W为23mm,厚为1.6mm。
4.如权利要求1所述的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,其特征在于,所述第一横矩形贴片的长L1为1mm,宽W1为3.6mm;所述带有缺口的矩形环贴片的上端的边宽L2为0.8mm,所述带有缺口的矩形环贴片的左端距离所述第一横矩形贴片左端的距离W7为7.75mm,所述带有缺口的矩形环贴片的左右两边的宽W6为0.5mm,所述带有缺口的矩形环贴片内侧的长L3为20.4mm,宽W2为18.1mm,所述带有缺口的矩形环贴片的下端的边宽L4为0.9mm,所述带有缺口的矩形环贴片的右端距离所述第二竖矩形贴片右侧的距离W3为7.6mm,所述带有缺口的矩形环贴片下端外侧距离所述介质基板下端的距离L6为9.2mm;所述带有缺口的圆环形贴片的内半径R2为4mm,外半径R1为5mm,所述圆心距离介质基板下端的距离L8为22mm;所述第一竖矩形贴片的上端距离所述带有缺口的矩形环贴片下端内侧的距离L7为7.3mm,所述第二竖矩形贴片的宽W5为0.95mm,所述第二横矩形贴片的长Wf为3.9mm,宽Lf为3.6mm;所述第三竖矩形贴片长L5为6.4mm,宽W4为1mm。
5.如权利要求1所述的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线,其特征在于,所述接地板中的横矩形板的长与所述介质基板的宽W长度相等为23mm,宽Lg为1.5mm;所述接地板中的拱形板的半径R4为6.8mm;所述圆形缺陷块半径R3为2mm,所述圆形缺陷块的圆心与所述拱形板的圆心重合,所述圆形缺陷块的下端距离所述接地板底端的距离Ld为1.5mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420823379.1U CN204361258U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420823379.1U CN204361258U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN204361258U true CN204361258U (zh) | 2015-05-27 |
Family
ID=53262706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201420823379.1U Expired - Fee Related CN204361258U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN204361258U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105826675B (zh) * | 2016-05-26 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 一种三频微带天线 |
-
2014
- 2014-12-22 CN CN201420823379.1U patent/CN204361258U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105826675B (zh) * | 2016-05-26 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 一种三频微带天线 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN205069864U (zh) | 一种基于缺陷地结构外框为不规则椭圆环状的三频微带天线 | |
US20080024366A1 (en) | Dual band flat antenna | |
TWI521788B (zh) | 天線組合及無線通訊裝置 | |
CN205790363U (zh) | 基于缺陷地结构的三频微带天线 | |
CN103515700B (zh) | 一种rfid天线 | |
KR101345764B1 (ko) | 쿼시 야기 안테나 | |
US10992051B2 (en) | Antenna and electronic device | |
CN106654557A (zh) | 一种双频点宽频带偶极子天线 | |
CN104638367A (zh) | 双频段微带天线 | |
CN204303981U (zh) | 一种基于缺陷地结构外框为冠状的三频微带天线 | |
CN204361257U (zh) | 一种基于缺陷地结构外框为环状的三频微带天线 | |
Malaisamy et al. | Design and analysis of 4× 4 MIMO antenna with DGS for WLAN applications | |
CN105490035B (zh) | 一种低剖面gsm、lte共面定向天线 | |
CN204407506U (zh) | 混合式辐射体天线结构 | |
TWI747538B (zh) | 天線系統 | |
CN111541018B (zh) | 一种高增益陡峭滤波融合双工集成天线 | |
CN204361258U (zh) | 一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线 | |
CN205376776U (zh) | 一种低剖面gsm、lte共面定向天线 | |
EP3830903B1 (en) | Broadband antenna having polarization dependent output | |
CN204257817U (zh) | 基于缺陷地结构的三频微带天线 | |
CN104681969B (zh) | 混合式辐射体天线结构 | |
CN107994330B (zh) | 一种uhf/vhf宽带平面印刷天线 | |
CN204067574U (zh) | 一种紧凑型宽带八角形槽天线 | |
CN104143689B (zh) | 用于蓝牙/RFID/WLAN/WiMAX的三频天线 | |
CN206259479U (zh) | 一种双极化天线 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150527 Termination date: 20151222 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |