[实用新型]T型开槽式共面双频微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种T型开槽式双频微带天线。

技术背景

天线作为通信系统中的一个重要的无线电设备，其性能的好坏将直接影响无线电设备的性能。微带天线具有体积小, 重量轻, 低剖面, 能与载体共型, 制造简单, 成本低, 易集成, 容易实现双频、多频段工作等诸多优点, 因此近十几年微带天线得到了广泛的研究和发展。适用于宽带WLAN的双频、多频带微带天线也正在得到研究和开发。为了使微带天线实现双频工作，常用的方法有多片法、多模单片法、加载单片法。但是其结构复杂，加工难度大。考虑到天线结构简单对工程应用的重要性，对普通微带天线进行改造后，能够满足WLAN双频的要求。但是微带天线的单元增益较低，因此常采用由微带贴片单元组成的微带阵列天线来获得更大的增益或实现特定的方向性。

市场上已有的一些微带天线如倒F型天线等虽然能双频工作，但是，定向性能差，损耗大，因此迫切需要研究出一种高增益、低损耗、双频工作的阵列天线来满足WLAN通信系统的要求。通过正确地选择散射介质的尺寸、材料和形状，它可以阻止电磁波在某个方向或者所有方向上的传播，已经被广泛地应用在滤波器、功分器等微波电路的设计中。利用在辐射贴片上开槽的方法，可以实现双频微带天线。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中频带窄、损耗大的不足，提供一种T型开槽式双频微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

T型开槽式双频微带天线包括微带基板、辐射贴片、阻抗匹配输入微带线、倒T型金属接地板和半圆形金属接地板；微带基板上表面设有辐射贴片、阻抗匹配输入微带线，距辐射贴片顶端4.5mm～5.5mm处设有T型开槽，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线一端相连，阻抗匹配输入微带线的另一端与微带基板的底端相连；微带基板下表面设有倒T型金属接地板和半圆形金属接地板，半圆形金属接地板的底端与微带基板的底端相连。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为21mm～23mm，宽为21mm～23mm。所述的辐射贴片的长为20mm～22mm，宽为10mm～14mm。所述的T型开槽的高度为4mm～8mm，长为12mm～15mm，开槽宽度为1mm～3mm。所述的阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线的宽度为2mm～3mm。所述的倒T型金属接地板的长为8mm～10mm，宽为5mm～8mm，线宽为1mm～3mm。所述的半圆形金属板接地板的半径为8mm～9mm。所述的倒T型金属接地板的底端与半圆形金属板接地板的顶端的间距为0.5mm～1mm。

本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。

附图说明：

图1是T型开槽式双频微带天线正面的结构图；

图2是T型开槽式双频微带天线背面的结构图；

图3是T型开槽式双频微带天线插入损耗曲线图；

图4是T型开槽式双频微带天线在4.3GHz时的辐射方向图；

图5是T型开槽式双频微带天线在8GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

T型开槽式双频微带天线包括微带基板1、辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线4、倒T型金属接地板5和半圆形金属接地板6；微带基板1上表面设有辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线4，距辐射贴片2顶端4.5mm～5.5mm处设有T型开槽3，辐射贴片2底端与阻抗匹配输入微带线4一端相连，阻抗匹配输入微带线4的另一端与微带基板1的底端相连；微带基板1下表面设有倒T型金属接地板5和半圆形金属接地板6，半圆形金属接地板6的底端与微带基板1的底端相连。

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为21mm～23mm，宽为21mm～23mm。所述的辐射贴片2的长为20mm～22mm，宽为10mm～14mm。所述的T型开槽3的高度为4mm～8mm，长为12mm～15mm，开槽宽度为1mm～3mm。所述的阻抗匹配输入微带线4与辐射贴片2采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线4的宽度为2mm～3mm。所述的倒T型金属接地板5的长为8mm～10mm，宽为5mm～8mm，线宽为1mm～3mm。所述的半圆形金属板接地板6的半径为8mm～9mm。所述的倒T型金属接地板5的底端与半圆形金属板接地板6的顶端的间距为0.5mm～1mm。

实施例1

T型开槽式双频微带天线：

选择介电常数为4.4的FR4材料制作微带基板，厚度为1 mm。微带基板的长为22.5mm，宽为22.5mm。辐射贴片的长为21.5mm，宽为12mm。T型开槽的高度为5mm，长为14mm，开槽宽度为1mm。阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。阻抗匹配输入微带线的宽度为2mm。倒T型金属接地板的长为8mm，宽为6mm，线宽为2mm。半圆形金属板接地板的半径为8.5mm。倒T型金属接地板的底端与半圆形金属板接地板的顶端的间距为0.5mm。运用软件对T型开槽式双频微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真测量所得的T型开槽式双频微带天线的插入损耗曲线如图3。由图3可见，在3.7~5.2GHz、6.58~9.2 GHz范围内插入损耗小于-10dB。图4-图5所示为T型开槽式双频微带天线分别在4.3GHz、8GHz时的辐射方向图和辐射方向图，在频率为4.3GHz时的增益为2.7dBi，半功率波瓣宽度为84.3°，在频率为8GHz时的增益为2.9dBi，半功率波瓣宽度为63.9°。