[发明专利]双波段微带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于无线通信的双波段微带天线，属于谐振式微带天线技术领域。

背景技术

近年来，人们对信息和多媒体通信系统需求不断增加，通信网也不断膨胀。当今，学术界和工程界在双波段和三波段微带天线领域进行了很多探索和努力，主要方向是提高探针馈电单片单层微带天线的通常不大的工作带宽。

现在，已经有许多方法用于实现小型双频微带天线。其中包括用短路销钉或者缝隙为贴片加载，以及使用矩形环。各种形式的加载都是通过扰动其场分布和改变其贴片上各种模式构成的谐振频率而实现的。所需要的不同模式间的频率比可以通过选取适当的加载位置或者加载量来确定，而频率调谐可以通过改变矩形贴片的尺寸来实现，其实现与频率比无关。

以缝隙进行加载的形式已经被作为一种传统的技术手段频繁地应用于减小天线尺寸、实现双频工作和改变极化特性等方面。

由缝隙产生的场扰动在实质上是非常复杂的，无法用简单的微扰作用进行描述。事实上，某些具体情况下缝隙对输入阻抗的影响可以作为引入电感来描述。依据应用目的不同，缝隙可以位于在贴片的边沿或者中间。在贴片天线中实现缝隙的最简单的方法是利用印制电路板工艺中的蚀刻技术在贴片上实现缝隙。

现在天线的多波段技术存在着许多缺点，其中主要是结构和馈电系统都比较复杂：大多数现有的多波段天线设有包括两层不同介质的平板结构，或者具有诸如螺旋状贴片、金属空腔、匹配加载等非常复杂的结构。因此制造加工的工艺复杂、精度要求高、成本高、成品率低，也不易与其它设备集成为一体。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于无线通信的双波段微带贴片天线。该装置在实现天线的双波段工作的同时，还具有以下特点：尺寸小，造价低，结构简单，易于与其他设备集成等。

本发明的目的是这样实现的：一种双波段微带贴片天线，包括有：一块金属贴片、一块与金属贴片平行的金属接地板和位于金属贴片和金属接地板之间的绝缘填充介质，采用印制电路板工艺；其特征在于：该天线的金属贴片呈矩形，在矩形贴片上有一条以矩形一条中轴线为对称轴呈左右对称的U型缝隙，U型缝隙的两条平行边与作为其对称轴的矩形中轴线保持平行，另一条边与此中轴线垂直，在金属贴片与金属接地板之间垂直安装有：一块短路矩形金属片和一个馈电探针，所述一块矩形金属片安装在金属贴片一端，以激发两个离散的谐振频率，实现双波段工作；馈电探针的安装位置位于金属贴片上作为U型缝隙对称轴的水平中轴线上。所述的金属贴片、金属接地板和二者之间的绝缘填充介质采用印制电路板工艺实现；所述的馈电探针是用具有内导体、内绝缘层、外导体和外绝缘层的同轴结构的同轴电缆或微波接头制成。

所述的一种双波段微带贴片天线，其特征在于：所述的U型缝隙的两条平行边与作为对称轴的矩形中轴线保持平行，另一条边与此中轴线垂直，U型缝隙以此中轴线作为对称轴呈左右对称；所述的短路矩形金属片垂直安装于金属贴片的一端，其上边沿与金属贴片连接，下边沿与金属接地板连接。

所述的短路矩形金属片的位置为：所述的短路矩形金属片所在平面与矩形金属贴片上作为U型缝隙对称轴的中轴线相垂直。

所述的馈电探针的安装是将同轴电缆或微波接头的内导体作为探针，从印制电路板上的通孔穿出，该通孔的孔径应略大于该内导体直径，且表面无覆铜，在内导体与接地板孔壁之间填充有绝缘材料，以保持两者绝缘；该内导体探针垂直于印制电路板平面，向上延伸至与贴片平面平齐，该探针伸出位置即为馈电点，在馈电点探针与贴片相连接；同轴电缆或微波接头的外导体在该金属接地板下方与该金属接地板相连接。

所述的金属贴片呈矩形，其厚度为印制电路板工业标准的铜箔厚度，其长度L和宽度W的尺寸与天线谐振频率的设计参数为：