[发明专利]一种基于共面波导馈电的宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带天线，更具体的说，是涉及一种新型的基于共面波导馈 电的宽带天线。

背景技术

近几年，新型的宽带天线，发展迅速，其重要的特性是宽频带、大范围覆盖。 该种天线主要用来弥补窄带天线带宽较窄的问题而得以提出和发展的，在无线通 信系统中，为了实现与其他通信设备的集成、使天线可同时工作于多种情形，因 此天线的小型化和宽频带成为了研究的热点。天线的抗干扰特性决定了天线必须 具备宽频带、体积小等特点，以降低干扰，提高通讯质量。

应用于无线通信的宽带天线设计应根据实际需要满足相应的要求。在宽带通 信系统中，天线的小型化、低成本、制作难度小、易于集成等特点也成为评价天 线实用性和性价比的重要指标。

共面波导馈电的馈电方式使得天线的辐射贴片和接地板在同一平面内，这样 可以有效降低天线的尺寸。共面波导馈电的宽带天线，其具有比微带天线更宽的 带宽、较为稳定的方向性等优点。而且，共面波导馈电的天线加工和调试方便、 易于集成，使得其成为宽带天线研究与应用中不错的选择。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种新型的共面波导馈电 的宽带天线，其工作频带覆盖3.55-6.75GHz。在有效带宽内，天线均达到良好 的阻抗匹配。该天线结构简单、尺寸小巧、易于制作，适用于无线通信系统，有 广泛的应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于共面波导馈电的宽带天线，包括矩形结构的介质基板，所述介质基 板的厚度为0.5mm，所述介质基板的一侧分别设置有辐射贴片、馈电网络和接地 板，所述辐射贴片包括一体形成的上部分和下部分，上部分由设置有切角的矩形 构成，下部分为“凸”字型结构；所述辐射贴片的下端与馈电网络相连接，所述接 地板设置在辐射贴片和馈电网络的四周，所述接地板的中部设有矩形缺陷，接地 板的下部设有用于馈电网络通过的矩形开口。

所述接地板与馈电网络之间的距离为0.8mm。

所述矩形开口的高度为6mm。所述馈电网络的长度为7mm。

所述介质基板为环氧树脂板。所述介质基板的相对介电常数为4.4，其介电 损耗正切值为0.02。

所述介质基板的规格尺寸为28mm×26mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明天线中介质基板的一侧分别设置有辐射贴片、馈电网络和接地板， 辐射贴片包括一体形成的上部分和下部分，上部分由设置有切角的矩形构成，下 部分为“凸”字型结构，接地板设置在辐射贴片和馈电网络的四周，接地板的中部 设有矩形缺陷，接地板的下部设有用于馈电网络通过的矩形开口，以上设置使 得该天线带宽为3.55-6.75GHz，天线在有效带宽内的反射系数小于-10dB，且电 压驻波比小于2；可覆盖部分WiMAX频段、C波段、大容量微波通信频段及 WLAN频段等多个频段，能应用于多种情形，实用性强。

2.本发明天线中对辐射贴片上部分的矩形结构进行了切角处理，改善了天 线的阻抗匹配情况，使天线能够应用于多种场合，增加了实用性。

3.本发明天线中各个部件及结构的尺寸均是通过仿真实验后精确设计得到， 改变任何其中一个尺寸大小均会对本发明天线的性能产生影响，其中接地板距离 馈电网络的距离为0.8mm，矩形开口的高度为6mm时，天线性能最为优异，整 体设计合理，结构简单。

4.本发明天线具有良好的辐射性能和阻抗匹配，满足了宽带天线的设计要 求。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明的侧视结构示意图。

图3是本发明具体实施例的结构尺寸示意图。

图4本发明中辐射单元有、无切角处理的天线的反射系数仿真结果。

图5是仅接地板中矩形开口的高度(H)不同时的天线的反射系数仿真结果。

图6是仅接地板与馈电网络之间的距离(S)不同时的天线的反射系数仿真 结果。

图7(a)、图7(b)和图7(c)为本发明天线分别在4.5GHz、5.5GHz和 6.5GHz三个频率处的辐射方向图。

附图标记：1-介质基板2-辐射贴片3-馈电网络4-接地板5-矩形缺陷6-矩 形开口

具体实施方式