CN2533634Y - 宽频带微带贴片天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽带微带贴片天线。主要解决现有微带天线频带窄、结构复杂、尺寸较大的不足。采用以空气为介质的m形状金属片作为微带贴片，并在该贴片中心设有馈电孔(8)，同轴探针(2)从该孔穿出与贴片相固定，构成贴片直接馈电结构；将两个相同的m形微带贴片分别安装在同一个接地板(3)的正反面，就构成了双向微带贴片天线。在双向微带天线的输出端将两微带贴片的同轴线(9)与(10)并联为一根同轴线(15)，并串联两根λ/4长、特性阻抗分别为50Ω和75Ω的同轴线作为阻抗匹配段(16)，以实现双向微带贴片天线的阻抗匹配。具有宽频带、低轮廓、重量轻，低成本的优点。可作为室内分布***中的壁挂天线和在通道处的双向天线使用。

Description

宽频带微带贴片天线

技术领域

本实用新型涉及一种天线，特别是一种用在室内分布***中作为壁挂天线和在通道处作为双向天线使用的宽频带低轮廓微带贴片天线。

现有技术情况

随着移动通信的迅速发展，人民对通信的质量提出了越来越高的要求。为了改善并有效的解决地下商场、地铁、隧道、建筑群内等场合的移动通信质量，室内分布***作为移动通信的一个重要补充手段和分支得到广泛的重视与迅速的发展。但是由于室内建筑的布局多式多样，因此就给室内分布***的实际布局设计提出了更高的要求。根据不同的室内布局既需要使用全向吊顶天线、也需要使用壁挂天线，在过道，走廓，隧道等处还需要使用双向天线。为了满足GSM和CDMA手机的所有移动用户的需要，室内天线不仅应具有宽频带特性，而且要与室内装饰协调一致。因而室内天线还应当具有体积小、外形美观的特点。众所周知，微带天线是一个具有低轮廓、重量轻、低成本的定向中增益天线，但它的最大缺点是频带太窄。在现有技术中虽说采用短路贴片或附加一层或多层寄生贴片技术，来展宽微带贴片天线的带宽，但却使天线的结构变得复杂，体积也相应变大。对双向天线，现有技术有的采用背靠背八木天线，有的把两个单元角反射器背靠背连接而构成，这两种结构形式的双向天线虽然结构简单，但仍然存在频带窄和尺寸相对较大的不足。

实用新型的内容

本实用新型主要解决现有微带天线和双向天线频带窄、结构复杂、尺寸较大的不足，提供一种新型微带贴片天线，它既具有宽频带特性，又具有低轮廓、结构相对简单的特点。在接地板的两边都安装这种贴片天线，就能很容易构成了尺寸相对小的宽频带双向天线。本实用新型所提供的宽频带微带贴片天线是直接用同轴探头馈电的单层贴片天线，与普通同轴探头直接馈电的贴片天线的区别在于，该贴片所用材料不是中间填充相对介电常数为ε_r的基板，而是采用以空气为介质的金属片，该单层微带贴片的形状，既不是矩形、园形、椭园型、三角形或梯型等形状，而是具有稍有变形英文字母m的形状，如图1所示。整个装置由微带贴片1、同轴探针支柱2、接地板3、同轴插座4及支撑微带贴片1的泡沫块5组成。同轴插座4的外导体6与接地板相连，同轴插座4的内导体7与同轴探针2相接，在m形微带贴片1中心位置钻有小孔8，该孔则为贴片的馈电点。同轴探针2从中心孔8穿出与贴片相固定，以给贴片馈电。调整探针2的高度和粗度，就能使m型贴片天线具有宽频带特性，实测验结果表明，在824-960MHZ和1710-1990MHZ频段，带宽为15％，电压驻波比VSWR≤1.5，天线的增益为8-9dB。

附图说明

图1是本实用新型单片m型微带贴片天线的结构示意图

图2是本实用新型双向m型微带贴片天线的结构示意图

图3是单向m型微带贴片的VSWR频率特性曲线图

图4是单向m型微带贴片的H面实测方向图

图5是单向m型微带贴片的E面实测方向图

图6是双向m型微带贴片天线的VSWR频率特性曲线图

图7是双向m型微带贴片天线H面实测方向图

图8是双向m型微带贴片天线E面实测方向图

具体实施方式

在图1所示的单向M型微带贴片结构中，1为微带贴片，2为同轴探针支柱，它的一头与同轴插座4的内导体7相连，另一端带有螺丝，从微带贴片1上的小孔8穿出与贴片1相固定。同轴插座4的外导体6与接地板3相连，从而实现了用同轴探针直接给微带贴片馈电的目的。微带贴片1与接地板3之间塞有泡沫块(ε_r＝1)，以支撑微带贴片1。微带贴片1的形状为m型，主要几何尺寸为长L＝0.38λ₀，(λ₀为中心工作波长)总宽B＝0.44λ₀，中间内宽B₂＝0.15λ₀，两边内宽B₁＝0.126λ₀。馈电点8位于m型微带贴片的几何中心，m型微带贴片天线距接地板的高度H＝0.12λ₀。

图2所示的双向M型微带贴片天线是在图1单向m型微带贴片天线接地板3的背面，即-z方向安装一个与图1完全相同的m型微带贴片。所不同的是把图1同轴插座4换成半硬同轴线9和10，同轴线9的外导体11和同轴线10的外导体12均与接地板3相连，同轴线9的内导体13和同轴线10的内导体14均与同轴探针2相连。为了便于与收发设备相连，在天线的输出端要将两根同轴线9与10合并为一根同轴线15。同轴线9与10的并接是将其中的任何一根同轴线，例如同轴线9，通过在接地板3上的一个洞穿到接地板的反面，再与已位于接地板反面的同轴线10并联即可。为了实现阻抗匹配，在同轴线9与10的并接点又串连了一段阻抗匹配段16。该阻抗匹配段16由两根λ/4长，特性阻抗分别为50Ω的同轴线17和特性阻抗为75Ω的同轴线18组成。两根同轴线17与18的内导体一端并联连接，另一端分别与同轴线9和10的内导体13和14相连接，19为同轴插座。

本实用新型在824-960MHZ和1710-1990MHZ频段加工制作了图1所示的单向宽带m型微带贴片天线，作为室内壁挂天线。图3是图1实施方案在1710-1990MHZ频段的实测电压驻波比曲线，由图可看出，在1710-2100MHZ频段内(带宽＝20％)，电压驻波VSWR≤1.5。图4和图5分别是图1实施方案1800MHZ的实测H面和E面方向图，其半功率波束宽度分别为HPBW_H＝67°和HPBW_H＝56°，与标准增益喇叭相比，实测增益为8-9dBi。本实用新型按图2所示结构制作的宽带双向m型微带贴片天线，其实测电压驻波比曲线如图6，由图6可看出在1648-2000MHZ频段范围内(带宽＝19％)，VSWR≤1.5。图7和图8分别为双向宽带m型微带贴片天线的实测水平面(H面)和垂直面(E面)方向图，其半功率波束宽度分别为HPBW_H＝85°，HPBW_E＝80°，从图可看出，无论在水平面还是在垂直面，均有两个波瓣最大值，这就是天线的双向性。

Claims (4)

1.一种宽频带微带贴片天线，包括微带贴片、同轴探针、接地板、同轴插座，同轴插座(4)的外导体(6)与接地板(3)相连接，同轴插座(4)的内导体(7)与同轴探针(2)相连接，其特征在于：

a.微带贴片(1)采用以空气为介质的m形状金属片，m形金属片中心钻有馈电孔(8)，同轴探针(2)从该孔穿出与贴片相固定，构成贴片直接馈电结构；

b.将两个相同的微带贴片分别连接在同一个接地板(3)的正反面，即构成双向微带贴片天线。

2.根据权利要求1所述的微带贴片天线，其特征在于同轴插座(4)在构成双向微带贴片中被换用半硬同轴线(9)和(10)，该同轴线(9)和(10)的内导体(13)和(14)分别与位于接地板正反面的两个微带贴片中的同轴探针(2)相连接，同轴线(9)和(10)的外导体(11)与(12)均与接地板(3)相连接。

3.根据权利要求1所述的微带贴片天线，其特征在于在天线的输出端将两根同轴线(9)与(10)并联为一根同轴线(15)，并串接一段阻抗匹配段(16)。

4.根据权利要求1或3所述的微带贴片天线，其特征在于阻抗匹配段(16)由两根λ/4长，特性阻抗分别为50Ω的同轴线(17)和特性阻抗为75Ω的同轴线(18)组成，两根同轴线(17)与(18)的一端并联连接，另一端分别与同轴线(9)和(10)的内导体(13)和(14)相连接。

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