[实用新型]缺陷地结构不对称共面波导式三频带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线电天线技术领域，具体为一种缺陷地结构不对称共面波导式三频带天线。

背景技术

随着无线通信需求的急剧增长，无线通信技术取得了飞速发展，新的无线通信技术、无线通信频段不断出现。目前，3G/4G无线通信系统、蓝牙技术、微波存取全球互通系统(WIMAX)、无线局域网系统(WLAN)等都使用了不同的无线频谱。为了解决不同无线频谱通信问题，一般在系统设备上架设多个天线。然而架设多个天线，又带了许多新问题，最突出的是频谱利用率低、天线之间相互干扰严重。

缺陷地结构不对称共面波导式三频带天线不仅结构简洁、新颖，在单一口径天线上，可以工作在三个波段，且各频段间干扰小，同时在三个工作频段内H面、E面辐射方向图基本一致，且都具有良好驻波比和较高的增益。

本实用新型由国家自然基金项目“低相关区m子序列理论与构造研究”(61372094)、“基于m序列的非线性m子序列研究”(61071001)资助。

发明内容

本实用新型针对目前主要通信系统3G/4G无线通信系统、微波存取全球互通系统(WIMAX)、无线局域网系统(WLAN)，提供一种缺陷地结构不对称共面波导式三频带天线。天线中心频率分别为2.0GHz、3.5GHz、5.5GHz；带宽分别为1.9～2.1GHz、3.1～3.9GHz和5.1～5.9GHz。本实用新型在三个频段都具有良好的阻抗匹配，拥有较高近似全向特性、高增益的方向特性。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：缺陷地结构不对称共面波导式三频带天线，包括基板，辐射贴片单元，金属接地板，阻抗匹配输入传输线四个部分。基板的表面有辐射贴片单元、金属接地板和阻抗匹配输入传输线；辐射贴片单元包含三个尺寸、形状均不相同的辐射贴片A、B、C；阻抗匹配输入传输线对称沿基板纵向中心轴y轴(简称基板y轴)从基板的底边垂直向上与辐射贴片单元底边连接；阻抗匹配输入传输线左右两边是两个金属接地板，尺寸均为7.8mm(宽)*15mm(高)，且均距阻抗匹配输入传输线有0.85mm缝隙，上距辐射贴片单元有1.5mm间隙。金属接地板上有矩形槽、倒置直角三角形槽和圆弧槽，其中左右两边开出的矩形槽因尺寸不同，位置也不对称，故称之为“不对称”式天线。

基板选择聚四氟乙烯材料，其相对介电常数ε_r＝2.55，尺寸为38mm(长)*20mm(宽)*0.8mm(厚)，在较宽频率范围内它的介电损耗都很低，击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。基板有正面和背面，正面由辐射贴片单元、金属接地板和阻抗匹配输入传输线组成；背面没有金属镀层，是空面。

辐射贴片单元包含辐射贴片A、B、C。三个辐射贴片的长度依据各通信频段中心频率等参数计算、匹配得到；三个辐射贴片的宽度根据各波段同波损耗等指标调整得到。由于通信频段不同，三个辐射贴片的长度和宽度亦不相同。为了提高频谱的利用率，减小设备体积，简化天线结构，将A、B、C三个辐射贴片底部重叠、方向朝上集成在辐射贴片单元中，置于基板上部，共用一个馈线。为了使天线面积微型化，本实用新型将不同长度辐射贴片有效折叠、紧凑嵌套，在最小的基板面积中放置三个不同长度辐射贴片。在此基础上，引入对称技术，将三个辐射贴片，对称于基板y轴复制，从而增加了一倍辐射贴片有效面积，提高了各天线品质因数和增益。辐射贴片单元中三个辐射贴片的长度和宽度根据公式(1)、(2)确定：

W＝2πr(1)

f=72L+r+g---(2)]]>