[实用新型]单频带共面波导微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种单频带共面波导微带天线。

技术背景

随着微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，国际上展开了对微带天线广泛而深入地研究，新结构和高性能的微带天线不断涌现。与普通的微波天线相比，微带天线具有剖面薄、体积小、结构简单、适合用印刷电路技术大批量生产、能与载体共形，易于集成，制作简单、易于实现双极化等等多种优点。微带贴片天线以其效率高、尺寸小、分析方法成熟等其它类型的天线所不具备的优势而得到广泛地应用。

宽频带双极化天线本身的多性能和工程应用要求，给研究和设计带来了困难：一方面要求天线具有较宽的频带、较好的增益和方向图、良好的隔离度和交叉极化，另一方面也需要考虑成本、安装与调试、体积、重量等因素。这两年，宽频带天线的研究取得了一些新的进展。Bi Qun Wu和Kwai-Man Luk在文献中提出了一种双倒L型馈电的双极化天线，实现了65.9%的阻抗带宽（VSWR<2）和低于-36dB的隔离度，有着稳定的增益和方向图但是，该天线存在几个缺点：一是采用金属直接成型的结构，重量较大；二是馈电线与支撑，柱之间的距离很小，该距离对阻抗带宽影响很大，必然会增加安装、调试、维护的成本；三是该天线两个倒L型馈电线之间距离过大，阻抗的一致性差。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术在无线局域网中损耗大，增益低的不足，提供一种单频带共面波导微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

单频带共面波导微带天线包括微带基板、圆形辐射贴片、倒山形辐射贴片、连接传输线、矩形金属辐射板、阻抗匹配输入传输线；微带基板的上表面设有圆形辐射贴片、倒山形辐射贴片、连接传输线、矩形金属辐射板、阻抗匹配输入传输线，圆形辐射贴片中心底部与连接传输线一端相连，连接传输线另一端与倒山形辐射贴片顶端相连，倒山形辐射贴片顶端内侧壁与阻抗匹配输入传输线一端相连相连，阻抗匹配输入传输线另一端与微带基板底端相连，在距阻抗匹配输入传输线等距离缝隙的两侧分别设有矩形金属辐射板，矩形金属辐射板底端与微带基板底端相连。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为25mm～26mm，宽为35mm～40mm。所述的圆形辐射贴片的半径为4mm～5mm。所述的倒山形辐射贴片的宽度为9mm～10mm，高度为5mm～7 mm。所述的连接传输线的长为1mm～2mm，宽为0.8mm～1mm。所述的矩形金属辐射板的长度为10mm~12mm，宽度为15mm~18mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为15mm~20mm，宽度为3mm~4mm。所述的圆形辐射贴片与阻抗匹配输入传输线采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。

本实用新型采用矩形金属辐射板，并且微带基板使用FR4材料，具有增益高，损耗低，成本低，交叉极化特性和辐射特性好，结构简单，便于集成。

附图说明：

图1是单频带共面波导微带天线的结构主视图；

图2是单频带共面波导微带天线的插入损耗图；

图3是单频带共面波导微带天线在2.55GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

如图1所示，单频带共面波导微带天线包括微带基板1、圆形辐射贴片2、倒山形辐射贴片3、连接传输线4、矩形金属辐射板5、阻抗匹配输入传输线6；微带基板1的上表面设有圆形辐射贴片2、倒山形辐射贴片3、连接传输线4、矩形金属辐射板5、阻抗匹配输入传输线6，圆形辐射贴片2中心底部与连接传输线4一端相连，连接传输线4另一端与倒山形辐射贴片3顶端相连，倒山形辐射贴片3顶端内侧壁与阻抗匹配输入传输线6一端相连相连，阻抗匹配输入传输线6另一端与微带基板1底端相连，在距阻抗匹配输入传输线3等距离缝隙的两侧分别设有矩形金属辐射板5，矩形金属辐射板5底端与微带基板2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25mm～26mm，宽为35mm～40mm。所述的圆形辐射贴片2的半径为4mm～5mm。所述的倒山形辐射贴片3的宽度为9mm～10mm，高度为5mm～7 mm。所述的连接传输线4的长为1mm～2mm，宽为0.8mm～1mm。所述的矩形金属辐射板5的长度为10mm~12mm，宽度为15mm~18mm。所述的阻抗匹配输入传输线6的长度为15mm~20mm，宽度为3mm~4mm。所述的圆形辐射贴片2与阻抗匹配输入传输线6采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。

实施例1

单频带共面波导微带天线：

选择介电常数为4的FR4材料制作微带基板，厚度为1.6 mm。微带基板的长为25.4mm，宽为38mm。圆形辐射贴片的半径为5mm。倒山形辐射贴片的宽度为9mm，高度为7 mm。连接传输线的长为2mm，宽为1mm。矩形金属辐射板的长度为10mm，宽度为17.5mm。阻抗匹配输入传输线的长度为17.5mm，宽度为3mm。圆形辐射贴片与阻抗匹配输入传输线采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。由图可见，-10dB以下的工作频段分别为2.3 GHz -2.9GHz,符合WLAN频段标准。图3所示为单频带共面波导微带天线在2.55GHz的E面和H面方向图，从图中可以看出，频率在2.55GHz时，增益为2.2dBi，半功率波瓣宽度为83.9°。