[发明专利]一种用于GPS/WiMAX/WLAN系统的三频段缝隙天线

说明书

本发明涉及一种用于GPS/WiMAX/WLAN系统的三频段缝隙天线，包括双面覆铜的FR4环氧基板，以及位于基板上表面的辐射贴片和下底面的缝隙结构；所述辐射贴片由微带馈电线和阶梯式辐射片组成；所述缝隙结构由接地板以及设置在接地板的矩形槽中的C形枝节和两个倒置的对称L形枝节组成；所述C形枝节组成C形分支，形成GPS波段；所述L形枝节组成两个L形分支，它与阶梯式辐射片配合倒C形枝节来产生所需要的频段GPS/WiMAX/WLAN频段。本发明天线克服了GPS频段难以与WLAN频段集成缺点，并且表现出良好的天线增益。该三频天线能够较好满足实用需求，而且具有结构简单、易集成和小型化等优点。

技术领域

本发明属于无线通讯装置技术领域，具体涉及一种应用于无线通信的小型化新型平面多频天线，特别涉及一种GPS/WiMAX/WLAN系统的三频段缝隙天线。

背景技术

随着无线电技术的快速发展，对内部多频带天线的需求也不断增加。将几种通信标准整合到一个系统中已成为一种趋势，并且越来越受到研究人员的关注。然而，很少有内部多频天线覆盖GPS工作频段，这是许多移动设备所需的关键频段。尽管大多数GPS接收器是圆极化天线，但线性极化天线也可用于GPS接收。此外，大多数多频天线不能同时满足GPS/WLAN应用。尽管目前有人设计了三频段天线，但是现有的三频段缝隙天线在1.5-3GHz频段的峰值增益仅为-4dBi左右，这对于实际应用来说无法满足当前应用需求。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于GPS/WiMAX/WLAN系统的三频段缝隙天线。

本发明天线适用于无线自定位节点地震仪中GPS/WiMAX/WLAN系统，该天线基板的上表面为金字塔形辐射贴片，下底面由一个开有矩形槽的接地板、一个倒C枝节和两个倒L枝节组成，主要应用天线缝隙耦合来产生每个频带。倒C短枝节主要产生GPS频率，我们使用阶梯型辐射片配合倒C枝节来产生所需要的频段，可以通过改变倒L、倒C枝节的尺寸参数独立调谐两个谐波谐振频率。本发明天线能够同时工作在中心频率1.57GHz、2.45GHZ和5.80GHZ三个频段，用以解决现有技术中无线天线不能同时满足GPS/WiMAX/WLAN的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于GPS/WiMAX/WLAN系统的三频段缝隙天线，包括双面覆铜的基板，该基板为电常数为4.4的FR4环氧基板；本天线与其他天线相比之下的特征在于：该三频段缝隙天线还包括位于基板上表面的金字塔形辐射贴片和位于基板下底面的缝隙结构；其中，上表面辐射贴片由微带馈电线和阶梯式辐射片组成；缝隙结构由接地板和散热器组成，散热器包括倒C形枝节和两个L形短枝节，接地板上开有矩形槽，所述倒C形枝节和两个倒置的对称L形枝节设置在矩形槽中。

基板尺寸为45mm×62mm。阶梯式辐射片的三个阶梯的宽度均为2.5mm，长度自上而下分别为4mm、10mm和18mm。微带馈电线宽度为3mm，长度为23mm。下底面接地板尺寸为45mm×62mm，在接地板距上边缘5mm、左边缘7.5mm的位置开出一个长度为47mm，宽度为20mm的矩形槽。C形枝节距矩形槽上边缘1.5mm，通过宽度0.5mm的金属片连接在接地板上。C形枝节横向部分长度为31.4mm，宽度为1.4mm。C形枝节纵向部分长度为5.4mm，宽度为1.5mm。L形枝节距矩形槽下边缘9mm，横向部分长度为5mm，宽度为1.5mm。L形枝节向下部分长度为6.5mm，宽度为1.5mm。

天线器件用于接收和辐射电磁波，这种结构能够很好的进行阻抗匹配并且尽量能减小天线的尺寸；天线上表面采用金字塔形辐射贴片，可以增加高频带的带宽，天线的整体尺寸非常紧凑；天线设计实现了小型化可以节省仪器的内部空间，而且结构简单，容易加工，并且天线表现出这三个中心频率的良好匹配，并且由于其带宽不足，天线表现出较高的天线增益。