[实用新型]一种微带缝隙天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及微带天线，特别涉及一种偶极子微带缝隙天线。

背景技术

偶极子天线是一种应用非常广泛的天线，偶极子天线结构如图1所示，由两根导体组成，每根为λ/2（λ为波长），即天线总长度为半波长（λ/2），所以偶极子天线又叫半波振子天线，或称为半波偶极子天线。微带缝隙天线可以看成是一种微带振子天线，其结构如图2、图3和图4所示。在两面都有金属箔的介质基板1正面金属箔11上开一缝隙10构成天线的辐射单元，缝隙10相当于半波偶极子。利用介质基板背面的金属箔形成微带线12，相当于馈线，作为天线的输入网络。缝隙长为2k，2k=λ/2，缝隙宽度为w，并且2k＞＞w。基板1背面的微带线12与基板1正面的缝隙10垂直，并位于缝隙的垂直平分线OP上，其端部伸入缝隙10中，为微带线的开路端。

微带缝隙天线的基本原理：

缝隙相当于λ/2的偶极子天线，其谐振于该频率，对外辐射电磁波。微带线一端输入电磁波，开路端与缝隙进行电磁耦合，微带线就是天线的输入匹配网络。微带线输入的电磁波能量通过耦合进入缝隙，缝隙由于谐振将电磁波能量向空间辐射。

半波偶极子天线的输入阻抗为73欧姆，与之互补的缝隙天线的输入阻抗为486欧姆，而一般同轴线的输入阻抗为50欧姆。由于偶极子缝隙天线的输入阻抗很大，所以很难实现缝隙天线和50欧姆系统（通信系统中多数电缆都是50欧姆）的宽频带匹配，一般微带缝隙天线工作频带很窄，通常相对带宽只有3%左右，不能满足现代通信技术要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术微带缝隙天线带宽窄的缺点，提供一种微带缝隙天线，通过对现有技术的改进，提高天线带宽。

本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种微带缝隙天线，包括基板正面的辐射单元和基板背面的微带线，所述辐射单元由基板正面金属箔上的缝隙构成，所述缝隙基本上成矩形，其长度远远大于宽度，所述微带线与所述缝隙垂直，所述微带线位于缝隙的垂直平分线上，其端部伸入缝隙中，其特征在于，所述微带线端部在缝隙中膨胀成矩形条。

进一步的，所述基板正面金属箔成对称结构，缝隙的垂直平分线与基板正面金属箔的对称轴重合。

优选的，所述微带线成对称结构，其对称轴与基板正面金属箔的对称轴重合。

更进一步的，所述矩形条两端与缝隙两端之间有间隙。

本实用新型的有益效果是，加强了微带线与辐射单元的耦合，改善了馈线与缝隙的匹配，为适当增加缝隙的宽度创造了条件。而增加缝隙的宽度，相当于加粗了半波振子的直径，进而能够增加天线带宽、降低天线的输入阻抗。微带缝隙天线通过上述改进后，工作频率范围大大的增加，实践表明这种天线的工作频率的相对带宽可以达到20%左右。

附图说明

图1是半波偶极子天线结构示意图；

图2是现有技术微带缝隙天线的结构示意图；

图3是图2的后视图；

图4是图2的仰视图；

图5是实施例的结构示意图；

图6是图5的后视图；

图7是图5的仰视图。

上述附图中，图2、图3和图5、图6中的虚线，均表示背面的图形，在对应的附图中不可见。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。

本实用新型通过改进微带线与辐射单元的耦合，增加缝隙的宽度，降低了天线的输入阻抗，容易实现缝隙和馈线的宽带匹配。微带线开路端（伸入缝隙中的微带线端部），在缝隙中膨胀成矩形条，增加了微带线与缝隙的耦合面，加强了微带线与缝隙的耦合，改善了馈线与缝隙的匹配，为增加缝隙的宽度创造了条件。

实施例

本例微带缝隙天线结构参见图5、图6和图7，包括基板1正面的辐射单元10和基板1背面的微带线12。辐射单元10由基板1正面金属箔11上的缝隙10构成，基板1正面金属箔11成对称结构，其对称轴为OP。缝隙10的垂直平分线（也是缝隙10的对称轴）与基板1正面金属箔11的对称轴OP重合。本例缝隙长度为2k=λ/2远远大于其宽度w，如图5所示。本例微带线12也是对称结构，其对称轴与基板正面金属箔11的对称轴OP重合。本例微带线12端部在缝隙中膨胀成矩形条，增加了与缝隙的耦合面积，微带线12端部形成T型头结构，如图6所示。为了降低对缝隙10辐射性能的影响，T型头（位于缝隙10中的矩形条）与缝隙两端有一定的间隙，矩形条两端不能与缝隙10的两端接触，同样的道理，矩形条宽度也不能大于缝隙10的宽度w，以保证T型头与缝隙10之间有一定的间隙，参见图5和图6。本例微带线12与缝隙10垂直，并位于缝隙10的垂直平分线上，其端部的T型头结构伸入缝隙10中，大大增加了与缝隙10的耦合面积，加强了微带线与缝隙10的耦合，改善了微带线12与缝隙10的匹配。所以本例微带缝隙天线缝隙10的宽度做得比较大，相当于加粗了半波振子的直径，进而能够增加带宽、降低天线的输入阻抗。微带缝隙天线通过这样的改进后，工作频率范围大大的增加，相对带宽可以达到20%左右。本例微带缝隙天线，可以通过调整微带线T型头的位置和大小，以及缝隙10的宽度w，调整天线的耦合匹配、带宽等参数。